KR100511969B1 - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 저온 저압의 기체 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 나온 냉매를 실외측 공기와 열교환하는 실외 열교환기와, 상기 실외 열교환기에서 응축된 고온 고압의 액체 냉매를 저온 저압의 2상 냉매 상태로 팽창시키는 모세관과, 상기 모세관을 통과한 2상 냉매를 실내측 공기와 열교환하는 실내 열교환기와, 상기 실내 열교환기에 실내측 공기를 송풍하는 실내팬과, 상기 실외 열교환기에 실외측 공기를 송풍함과 아울러 상기 실외 열교환기의 일면으로 하측에 고인 응축수를 퍼올리는 물뿌리개를 포함하는 공기조화기에 있어서, 상기 실외 열교환기는 상기 실외팬과 대향되고 냉매관에 평평한 핀이 복수개 배치된 제 1 열 응축부와, 상기 제 1 열 응축부와 평행하고 상기 제 1 열 응축부의 핀 간격보다 크게 냉매관에 핀이 복수개 배치된 제 2 열 응축부와, 상기 제 2 열 응축부의 열전달 성능이 향상되도록 상기 핀에 형성된 열전달 촉진 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기 {Air-conditioner}

본 발명은 창문이나 벽면에 장착되고 증발기에서 생성된 응축수를 응축기로 튀겨서 응축기를 효율적으로 냉각시킬 수 있는 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 응축수가 집중적으로 튀겨지는 부위의 구조를 개선하여 응축수에 의한 부식을 최소화할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 실내 공기를 쾌적한 조건으로 유지할 수 있도록 흡입공기를 처리하여 건물 또는 방에 공급하는 장치로서 크게 일체형(window type)과 분리형(seperate type 또는 split type)이 있다.

상기한 일체형과 분리형은 기능적으로는 같지만 일체형은 냉각 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 직접 설치한 것이고, 분리형은 실내측에 냉각 장치를 설치하고 실외측에 방열 및 압축 장치를 설치하여 서로 분리된 두 장치간을 냉매 배관으로 연결시킨 것이다.

통상적으로 일체형 공기조화기는 실내쪽에 위치되는 실내 열교환기(이하 '증발기'라 함)와 실외쪽에 위치되는 실외 열교환기(이하 '응축기'라 함)가 하나의 캐비닛 안에 설치되어 소정의 실내 공간을 냉방시킬 수 있도록 이루어져 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 공기조화기의 내부 구조가 도시된 평면도로서, 종래의 공기조화기는 격판(3)에 의해 실내측과 실외측으로 구획되며, 저온 저압의 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 변화시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)에서 나온 냉매를 액체 상태로 응축시키는 응축기(2)와, 상기 응축기(2)에서 응축된 고온 고압의 액체 냉매를 저온 저압의 2상 냉매(액체와 기체의 혼합) 상태로 팽창시키는 모세관(미도시)과, 상기 모세관(미도시)을 통과한 2상 냉매를 기체 상태로 증발시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기(4)로 구성된다.

또한, 상기 공기조화기에는 상기 증발기(4)와 응축기(2)에 전동 모터(5)에 의해 회전되면서 공기를 강제 순환시키는 실내팬(6)과 실외팬(7)이 설치된다.

상기 실외팬(7)의 토출측 외주면에는 하측에 고인 응축수를 뿌릴 수 있도록 링형 물뿌리개(8)가 설치된다.

또한, 상기 실외팬(7)의 흡입부에는 공기 유동을 안내하도록 슈라우드(9)가 설치된다.

한편, 상기 응축기(2)는 냉매가 흐르는 구리재질의 냉매관과, 상기 냉매관에 차례로 결합되고 알루미늄이 주성분으로 이루어지며 슬릿이나 루버가 형성된 복수개의 핀으로 구성되고, 열교환 효율을 높이고자 실외팬(7)과 대향되는 제 1 열 응축부(2a)과 실외측과 향하는 제 2 열 응축부(2b)의 복열구조로 배치된다.

이러한 공기조화기는 냉방 운전시에 실내 공기가 차가운 증발기(4)의 표면을 통과하면서 수분이 응결되어 증발기(4)의 표면에 맺히게 된다. 이렇게 발생된 응축수는 증발기(4)의 바닥쪽으로 흘러내린 뒤 실외측으로 이동하여 공기조화기의 실외측 바닥에 고이게 된다.

이후, 회전하는 실외팬(7)의 물뿌리개(8)에 닿을 정도의 양이 고이게 되면 상기 물뿌리개(8)에 의해 응축수가 튀겨서 응축기(2)의 제 1 열 응축부(2a)의 표면에 뿌려지면서 상기 응축기(2)의 냉각을 돕게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술의 공기조화기는 바닷가 주변 지역에 설치된 경우에 상기의 응축수 내에 염농도가 많이 함유되게 되고, 이러한 염농도가 높은 응축수는 응축기(2)의 제 1 열 응축부(2a)의 표면에서 슬릿이나 루버에 의해 천천히 흘러내리면서 전해질 역할을 하게 되어 알루미늄과 구리의 이종 금속 전위차 부식을 일으키며, 이 부식은 응축수가 집중적으로 튀겨지는 부위를 중심으로 점진적으로 확대되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 응축수에 의한 부식을 최소화한 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 저온 저압의 기체 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 나온 냉매를 실외측 공기와 열교환하는 실외 열교환기와, 상기 실외 열교환기에서 응축된 고온 고압의 액체 냉매를 저온 저압의 2상 냉매 상태로 팽창시키는 모세관과, 상기 모세관을 통과한 2상 냉매를 실내측 공기와 열교환하는 실내 열교환기와, 상기 실내 열교환기에 실내측 공기를 송풍하는 실내팬과, 상기 실외 열교환기에 실외측 공기를 송풍함과 아울러 상기 실외 열교환기의 일면으로 하측에 고인 응축수를 퍼올리는 물뿌리개를 포함하는 공기조화기에 있어서, 상기 실외 열교환기는 상기 실외팬과 대향되고 냉매관에 평평한 핀이 복수개 배치된 제 1 열 응축부와, 상기 제 1 열 응축부와 평행하고 상기 제 1 열 응축부의 핀 간격보다 크게 냉매관에 핀이 복수개 배치된 제 2 열 응축부와, 상기 제 2 열 응축부의 열전달 성능이 향상되도록 상기 핀에 형성된 열전달 촉진 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 내부 구조가 도시된 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 응축기가 도시된 사시도이다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 창문 또는 벽면에 장착되어 일부가 실내를 향하고 반대편이 실외를 향하는 캐비닛(52)과, 상기 캐비닛(52)의 저면에 배치된 베이스 팬(54)을 포함하고, 상기 캐비닛(52)의 내부는 중앙에 배치된 격판(56)에 의해 실내측(A)과 실외측(B)으로 구획되며, 상기 베이스 팬(54)은 실내측(A)으로 떨어진 응축수를 실외측(B)으로 안내하는 유로 구조를 갖는다.

한편, 상기 실외측 공간(B)에는 저온 저압의 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 변화시키는 압축기(58)와, 상기 압축기(58)에서 나온 냉매를 주변 공기와의 열교환으로 액체 상태로 응축시키는 응축기(60)와, 상기 응축기(60)에서 응축된 고온 고압의 액체 냉매를 저온 저압의 2상 냉매(액체와 기체의 혼합) 상태로 팽창시키는 모세관(미도시)과, 양축 모터(70)에 의해 회전되면서 실외의 공기를 실외측 공간으로 강제 송풍시킴과 아울러 하측의 응축수를 상기 응축기(60)의 일면으로 퍼올리는 물뿌리개(72)를 갖는 실외팬(74)과, 상기 실외측 공간(B)의 공기 유동을 안내하는 슈라우드(76)가 배치되고, 상기 실내측 공간(A)에는 상기 모세관을 통과한 2상 냉매를 주변 공기와의 열교환으로 기체 상태로 증발시키면서 외부의 열을 흡수하는 증발기(78)와, 상기 양축 모터(70)에 의해 회전되면서 실내의 공기를 실내측 공간(A)으로 강제 송풍시키는 실내팬(80)이 배치된다.

여기서, 상기 응축기(60) 및 증발기(78)의 각각은 냉매가 흐르는 구리재질의 냉매관과, 상기 냉매관에 공기 흐름 방향과 나란하게 결합되고 알루미늄이 주성분으로 이루어져 주변을 지나는 공기와의 열전달을 촉진시키는 핀을 포함하여 구성된다.

한편, 상기 응축기(60)는 상기 실외팬(74)과 대향되고 응축수의 흐름성을 높인 제 1 열 응축부(62)와, 상기 제 1 열 응축부(62)와 평행하게 배치되고 열교환 효율을 높인 제 2 열 응축부(66)를 포함하여 상기 물 뿌리개(72)에서 퍼올려진 응축수에 의한 부식을 최소화하면서 열교환 효율을 최대화한다.

즉, 상기 제 1 열 응축부(62)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 물 뿌리개(72)에 의해 뿌려진 응축수가 보다 신속하게 하측으로 흐르도록 냉매관(63)에 평평한 핀(64)이 복수개 배치된다.

그리고, 상기 제 2 열 응축부(66)는 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 냉매와 주변 공기의 열전달을 보다 촉진할 수 있도록 냉매관(63)에 슬릿(67)이 형성되거나 루버(69)가 돌출된 핀(68)이 복수개 배치된다.

한편, 상기 제 1 열 응축부(62)의 핀(64) 간격은 제 2 열 응축부(66)의 핀(68) 간격보다 큰 1.5∼2배로 이루어져, 제 1 열 응축부(62)의 복수개의 핀(64)이 응축수와 접촉할 수 있는 면적을 최소하면서 제 1 열 응축부(62)의 복수개의 핀(64)이 주변 공기와 충분하게 열전달되게 한다.

즉, 상기 제 1 열 응축부(62)의 핀(64) 간격이 너무 작게되면 복수개의 핀(64)이 응축수가 접촉하는 면적이 커져서 응축수에 의한 부식이 많아지고, 핀(64) 간격이 너무 크게되면 복수개의 핀(64)과 주변 공기와의 열전달 면적이 너무 작아져서 제 1 열 응축부(62)의 열교환 성능이 떨어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 공기조화기를 작동시키면 상기 압축기(58), 응축기(60), 모세관, 증발기(78)로 구성된 냉동 사이클에는 냉매가 순환되게 되고, 상기 양축 모터(70)는 구동되어 실내팬(80)과 실외팬(74)을 회전시킨다.

실내의 공기는 상기 실내팬(80) 회전에 의해 실내측 공간(A)으로 흡입되고 상기 증발기(78)를 통하면서 저온으로 변환된 후 실내로 다시 토출되고, 실외의 공기는 상기 실외팬(74)의 회전에 의해 상기 실외측 공간(B)으로 흡입되고 상기 응축기(60)를 통하면서 고온으로 변환된 후 실외로 다시 토출된다.

여기서, 상기 응축기(60)를 통과하는 공기는 상기 응축기(60)의 제 2 열 응축부(66)의 핀(68)을 통과하면서 슬릿(67)이나 루버(69)에 의해 열전달이 촉진되고, 상기 응축기(60)는 그 열교환 성능은 향상된다.

이때, 상기 증발기(78)의 표면에는 수분이 응결되어 증발기(78)의 표면에 맺히게 되고, 이렇게 발생된 응축수는 증발기(78)의 하측으로 낙하된 후 실내측(A)에서 실외측(B)으로 이동하여 실외측(B) 바닥에 고이게 되며, 회전하는 실외팬(74)의 물뿌리개(72)에 닿을 정도의 양이 고이게 되면 상기 물뿌리개(72)에 의해 튀겨서 상기 제 1 열 응축부(62)의 핀(64)과 냉매관(63) 표면으로 뿌려져서 제 1 열 응축부의 냉각을 돕는다.

한편, 상기 제 1 열 응축부(62)의 핀(64)에 뿌려진 응축수는 상기 핀(64)의 측면이 평평하기 때문에 하측으로 빠르게 흘러 내려가고, 상기 제 1 열 응축부(62)의 핀(64)과 냉매관(63)의 부식은 최소화된다.

도 6은 본 발명에 따른 공기조화기 다른 실시예의 사시도이다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 도 6에 도시된 바와 같이, 실내측의 공기를 흡입하여 냉매와 열교환한 후 실내로 다시 토출시키도록 송풍기 및 증발기가 내장된 실내기(90)와, 상기 실내기(90)에서 열교환된 냉매를 실외의 공기를 이용하여 열교환시키도록 송풍기와 응축기가 내장된 실외기(92)와, 상기 실내기(90)와 실외기(92)를 연결하는 배관(94)을 포함하여 구성된다.

도 7은 본 발명에 따른 공기조화기 다른 실시예의 응축기가 도시된 사시도이다.

본 실시예의 응축기(96)는 본 발명의 일실시예와 같이 제 1 열 응축부(98)와 제 2 열 응축부(104)의 2열 구조로 배치되고, 제 1 열 응축부(98)의 핀(99)은 루버나 슬릿이 형성되지 않은 평판 형상이고 상기 제 2 열 응축부(104)의 핀(105)보다 1.5∼2배의 간격을 두고 배치된다.

한편, 제 2 열 응축부(104)의 핀(105)은 슬릿이나 루버가 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기는 응축수가 접촉하는 제 1 열의 응축부는 냉매관에 평평한 핀이 배치되어 응축수의 흐름성을 높이고, 제 1열과 평행한 제 2 열의 응축부는 냉매관에 슬릿이 형성되거나 루버가 돌출된 핀이 배치되어 주변 공기와의 열전달을 촉진시켜 응축수에 의한 부식을 최소화하면서 열교환 성능이 우수한 이점이 있다.

또, 상기 제 1 열 응축부의 핀 간격은 제 2 열 응축부의 핀 간격보다 큰 1.5∼2배로 이루어져, 제 1 열 응축부의 복수개의 핀이 응축수와 접촉할 수 있는 면적을 최소하면서 제 1 열 응축부의 복수개의 핀이 주변 공기와 충분하게 열전달되도록 하는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 공기조화기의 내부 구조가 도시된 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 내부 구조가 도시된 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 응축기가 도시된 사시도,

도 5a는 본 발명에 따른 응축기의 제 1 열 응축부가 도시된 확대 측면도,

도 5b는 본 발명에 따른 응축기의 제 2 열 응축부 일예가 도시된 확대 측면도이다.

도 5c는 본 발명에 따른 응축기의 제 2 열 응축부 다른 예가 도시된 확대 측면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 공기조화기 다른 실시예의 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 공기조화기 다른 실시예의 응축기가 도시된 사시도,

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

60: 응축기 62: 제 1 열 응축부

63: 냉매관 64: 핀

66: 제 2 열 응축부 67: 슬릿

68: 핀 69: 루버

72: 물뿌리개 74: 실외팬

78: 증발기

Claims (3)

1. 저온 저압의 기체 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 나온 냉매를 실외측 공기와 열교환하는 실외 열교환기와, 상기 실외 열교환기에서 응축된 고온 고압의 액체 냉매를 저온 저압의 2상 냉매 상태로 팽창시키는 모세관과, 상기 모세관을 통과한 2상 냉매를 실내측 공기와 열교환하는 실내 열교환기와, 상기 실내 열교환기에 실내측 공기를 송풍하는 실내팬과, 상기 실외 열교환기에 실외측 공기를 송풍함과 아울러 상기 실외 열교환기의 일면으로 하측에 고인 응축수를 퍼올리는 물뿌리개를 포함하는 공기조화기에 있어서,

   상기 실외 열교환기는 상기 실외팬과 대향되고 냉매관에 평평한 핀이 복수개 배치된 제 1 열 응축부와; 상기 제 1 열 응축부와 평행하고 상기 제 1 열 응축부의 핀 간격보다 크게 냉매관에 핀이 복수개 배치된 제 2 열 응축부와; 상기 제 2 열 응축부의 열전달 성능이 향상되도록 상기 핀에 형성된 열전달 촉진 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 열전달 촉진 수단은 상기 핀에 형성된 슬릿과 루버 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 열 응축부의 핀 간격은 제 2 열 응축부의 핀 간격의 1.5∼2배인 것을 특징으로 하는 공기조화기.