KR100538167B1 - 공기조화시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기조화시스템에 관한 것으로, 이러한 본 발명의 목적은 압축기의 기동시와 정지시 전자팽창밸브 측 냉매배관에서 발생하게 되는 소음이 줄어들도록 하는 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 공기조화시스템은 압축기 및 응축기와, 팽창장치 및 증발기가 냉매배관을 통해 폐회로를 이루도록 연결된 냉동사이클과; 상기 팽창장치와 상기 응축기 측 상기 냉매배관 사이에 설치되는 U트랩(trap)을 포함하여 구성되며, 상기 팽창장치는 전자팽창밸브를 포함하도록 마련된다.

Description

공기조화시스템 { AIR CONDITIONING SYSTEM }
본 발명은 공기조화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축기의 기동시와 정지시 전자팽창밸브 측 냉매배관에서 발생하게 되는 소음이 줄어들도록 마련된 공기조화시스템에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화시스템은 냉동사이클을 통해 실내공기를 조화시키는 장치로, 이러한 냉동사이클은 압축기 및 응축기와 증발기 및 팽창장치를 구비하며, 이러한 냉동사이클의 각 구성요소는 냉매배관을 통해 폐회로를 이루도록 형성된다.
여기서 압축기는 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축하며, 응축기는 압축기로부터 전달된 고온 고압의 기체 상태 냉매를 고온 고압의 액체상태 냉매로 응축시킨다. 또 응축기에서 응축된 고온 고압의 액체상태 냉매는 팽창장치를 거치는 과정에서 교축 팽창되며 저온 저압의 액체상태 냉매가 되고, 증발기는 팽창장치를 거친 저온 저압의 액체상태 냉매를 증발시켜 저온 저압의 기체상태 냉매가 되도록 한다.
이러한 구성을 통해 냉매배관을 따라 순환하는 냉매는 응축기에서 응축되면서 주위로 열을 방출하고, 증발기에서 증발되면서 주위의 열을 흡수하게 되며, 이러한 증발기에 의해 냉각작용이 이루어진다.
또한, 상기 팽창장치로는 고정형으로 마련되는 통상의 모세관이나 부하변동에 따라 냉매순환량을 조절할 수 있도록 마련된 전자팽창밸브 등을 채용하게 되는데, 이중 상기 전자팽창밸브는 오리피스 및 오리피스의 입구 측으로 진퇴하며 오리피스를 개폐하도록 니들이 설치된 밸브하우징과, 각각 응축기 측 냉매배관과 증발기 측 냉매배관에 연결되도록 밸브하우징의 일측과 타측에 마련된 입구관 및 출구관을 구비한다.
따라서 응축기에서 응축된 냉매가 입구관을 통해 밸브하우징 내부로 유입되게 되면, 부하변동에 따라 니들이 오리피스의 입구 측으로 진퇴하여 오리피스의 개도를 적절히 조절하게 되고, 이러한 오리피를 통과하며 팽창된 냉매는 출구관을 통해 증발기 측으로 전달되어 증발하게 된다.
한편, 압축기가 정지된 상태에서 기동하게 되는 경우 전자팽창밸브는 폐쇄되어 있던 오리피스를 개방시키도록 오리피스 입구 반대 측으로 이동하는 니들에 의해 개방된 상태가 되는데, 이처럼 전자팽창밸브가 개방되는 시간 동안에는 오리피스가 니들에 의해 완전히 개방되지 않게 되어 전자팽창밸브를 통과하게 되는 냉매의 저항이 커지게 되고, 이러한 오리피스를 응축기와 전자팽창밸브 사이의 냉매배관에 서로 공존하게 되는 액체상태의 냉매와 소정의 기체상태 냉매가 함께 통과하게 됨으로써 전자팽창밸브를 통과하는 냉매소음이 크게 증가하게 된다.
또한 압축기가 운전 중인 상태에서 정지하게 되는 경우 전자팽창밸브는 개방되어 있던 오리피스를 폐쇄하도록 오리피스의 입구 측으로 이동하는 니들에 의해 폐쇄된 상태가 되는데, 이와 같이 전자팽창밸브가 폐쇄되는 시간 동안에는 니들에 의해 오리피스의 입구가 점점 좁혀지면서 소정량의 냉매가 전자팽창밸브를 통과하지 못하고 냉매배관을 따라 응축기로 역류하며 역시 소음을 유발하게 된다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 압축기의 기동 및 정지시 전자팽창밸브 측 냉매배관에서 발생하는 소음이 줄어들도록 마련된 공기조화시스템을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 공기조화시스템은 압축기 및 응축기와, 팽창장치 및 증발기가 냉매배관을 통해 폐회로를 이루도록 연결된 냉동사이클과; 상기 팽창장치와 상기 응축기 측 상기 냉매배관 사이에 설치되는 U트랩(trap)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 팽창장치는 전자팽창밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자팽창밸브는 내부에 오리피스와 상기 오리피스를 개폐하도록 니들이 마련된 밸브하우징과, 상기 니들을 상기 오리피스의 입구 측으로 진퇴시키는 스텝모터와, 상기 오리피스의 입구 측과 상기 응축기 측 냉매배관을 연결시키도록 상기 밸브하우징의 일측에 마련되는 입구관과, 상기 오리피스의 출구 측과 상기 증발기 측 냉매배관을 연결시키도록 상기 밸브하우징의 타측에 마련되는 출구관을 포함하고, 상기 U트랩(trap)은 상기 입구관과 상기 응축기 측 냉매배관 사이에 마련된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 공기조화시스템은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 압축기(10) 및 응축기(20)와 팽창장치로 채용된 전자팽창밸브(30) 및 증발기(40)가 냉매배관(50)을 통해 폐회로를 이루도록 연결된 냉동사이클을 구비한다.
이중 압축기(10)는 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축시키고, 응축기(20)는 압축기(10)로부터 전달된 고온 고압의 기체 상태 냉매를 고온 고압의 액체상태 냉매로 응축시키는 역할을 수행한다. 또 응축기(20)에서 응축된 고온 고압의 액체상태 냉매는 전자팽창밸브(30)를 거치는 과정에서 교축 팽창되며 저온 저압의 액체상태 냉매가 되고, 증발기(40)는 전자팽창밸브(30)를 거친 저온 저압의 액체상태 냉매를 증발시켜 저온 저압의 기체상태 냉매가 되도록 한다.
따라서 냉매배관(50)을 따라 순환하는 냉매는 응축기(20)에서 응축되면서 주위로 열을 방출하고, 증발기(40)에서 증발되면서 주위의 열을 흡수하게 되는데, 상기 응축기(20)와 증발기(40)는 각각 실외측과 실내측에 배치하고, 응축기(20)와 증발기(40)의 일측에는 각각 냉각팬(60)과 순환팬(70)이 설치됨으로써, 응축기(20)는 냉각팬(60)의 송풍작용으로 외부공기에 의해 냉각되고, 증발기(40)는 순환팬(70)의 송풍작용으로 내부공기와 열교환하며 실내를 냉방시키게 된다.
그리고 팽창장치로 채용된 상기 전자팽창밸브(30)는 부하변동에 따라 냉매순환량을 조절할 수 있도록 마련된 것으로, 이러한 전자팽창밸브(30)는 오리피스(32)와 오리피스(32)를 개폐시키는 니들(33)이 설치된 밸브하우징(31)과, 니들(33)을 오리피스(32)의 입구 측으로 진퇴시키도록 구동력을 제공하는 스텝모터(34)와, 각각 응축기(20) 측 냉매배관(50)과 증발기(40) 측 냉매배관(50)에 연결되도록 밸브하우징(31)의 일측과 타측에 마련된 입구관(35) 및 출구관(36)을 구비한다.
여기서 상기 입구관(35)은 오리피스(32)의 입구 측과 응축기(20) 측 냉매배관(50)을 연결시키고, 상기 출구관(36)은 오리피스(32)의 출구 측과 증발기(40) 측 냉매배관(50)을 연결시키도록 마련되며, 스텝모터(34)와 니들(33) 사이에는 스텝모터(34)의 구동력에 의해 회전하며 니들(33)을 진퇴시키는 스크류(37)가 설치된다.
따라서 이러한 구성을 통해 스텝모터(34)가 일방향 또는 역방향으로 회전됨에 따라 스크류(37)의 회전방향이 바뀌게 되면서 니들(33)이 오리피스(32)의 입구 측으로 진퇴하며 오리피스(32)의 개도를 조절하게 되고, 응축기(20) 측으로부터 증발기(40) 측으로 이동하는 냉매는 이러한 오리피스(32)를 통과하면서 팽창하게 된다. 또 압축기(10)가 운전 중에 정지하게 되는 경우 상기 니들(33)은 오리피스(32)를 완전히 막아 전자팽창밸브(30)가 폐쇄된 상태가 되도록 하고, 반대로 압축기(10)가 정지된 상태에서 다시 기동하게 되는 경우 상기 니들(33)은 막혀있던 오리피스(32)를 다시 개방시켜 전자팽창밸브(30)가 개방된 상태가 되도록 한다.
한편, 전자팽창밸브(30)의 입구관(35)과 상기 응축기(20) 측 냉매배관(50) 사이에는 압축기(10)의 기동시나 정지시에 전자팽창밸브(30) 측 냉매배관(50)에서 발생하는 냉매소음을 저감시키기 위한 U트랩(Trap)(80)이 마련된다.
보다 상세히 설명하자면 압축기(10)가 운전 중에 정지하게 되는 경우, 전자팽창밸브(30)는 개방되어 있던 오리피스(32)를 폐쇄하도록 오리피스(32)의 입구 측으로 이동하게 되는 니들(33)에 의해 폐쇄된 상태가 되는데, 이와 같이 전자팽창밸브(30)가 폐쇄되는 시간 동안에는 니들(33)에 의해 오리피스(32)의 입구가 점점 좁혀지면서 소정량의 냉매가 전자팽창밸브(30)를 통과하지 못하고 상기 입구관(35) 측으로부터 냉매배관(50)을 따라 응축기(20) 측으로 역류하며 소음을 발생시킬 우려가 있다.
그러나 본 발명과 같이 상기 전자팽창밸브(30)의 입구관(35)과 응축기(20) 측 냉매배관(50) 사이에 U트랩(Trap)(80)을 설치하게 되면, 압축기(10)의 정지에 따라 전자팽창밸브(30)가 폐쇄되는 동안 전자팽창밸브(30)를 통과하지 못하게 되는 냉매가 이러한 U트랩(Trap)(80)에 고이게 되면서 냉매배관(50)을 따라 응축기(20) 측으로 역류되는 것이 억제되어 전자팽창밸브(30) 측 냉매배관(50)에서 발생하게 되는 냉매의 역류 소음이 줄어들게 된다.
또 이때 상기 U트랩(Trap)(80)에는 하부 측으로 굴곡 밴딩된 U트랩(Trap)(80)의 구조적인 특성상 기체상태의 냉매보가 무거운 액체상태의 냉매가 고이게 되는데, 이를 통해 압축기(10)가 정지된 상태에서 다시 기동하게 되면서 전자팽창밸브(30)가 개방되는 경우, 전자팽창밸브(30)를 통과하게 되는 냉매의 통과소음이 역시 줄어들게 된다.
즉 다시 말해, 압축기(10)가 정지된 상태에서 기동하게 되는 경우 전자팽창밸브(30)는 폐쇄되어 있던 오리피스(32)를 개방시키도록 오리피스(32)의 입구 반대 측으로 이동하는 니들(33)에 의해 개방된 상태가 되는데, 이처럼 전자팽창밸브(30)가 개방되는 시간 동안에는 오리피스(32)가 니들(33)에 의해 완전히 개방되지 않게 되어 전자팽창밸브(30)를 통과하게 되는 냉매의 저항이 커지게 되고, 이러한 오리피스(32)를 응축기(20)와 전자팽창밸브(30) 사이의 냉매배관(50)에 서로 공존하게 되는 액체상태의 냉매와 소정의 기체상태 냉매가 함께 통과하게 될 경우, 전자팽창밸브(30)를 통과하는 냉매소음이 크게 증가될 우려가 발생한다.
그러나 본 발명과 같이 상기 전자팽창밸브(30)의 입구관(35)과 응축기(20) 측 냉매배관(50) 사이에 U트랩(Trap)(80)을 설치하게 되면, 압축기(10)가 정지되었을 때 전자팽창밸브(30)가 폐쇄되며 U트랩(Trap)(80)에 고여 있던 액체 상태의 냉매가 압축기(10)의 재기동에 따른 전자팽창밸브(30)의 개방시 우선적으로 전자팽창밸브(30)를 통과하게 됨으로써, 액체상태의 냉매와 기체상태의 냉매가 동시에 전차팽창밸브(30)를 통과하게 되는 경우보다 냉매의 통과소음을 크게 줄일 수 있게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화시스템은 전동팽창밸브와 응축기 측 냉매배관 사이에 마련된 U트랩(Trap)을 통해 압축기의 정지에 따른 전자팽창밸브의 폐쇄시에 이러한 U트랩(Trap)에 냉매가 고일 수 있도록 함으로써, 전자팽창밸브가 폐쇄되는 동안 전자팽창밸브 측 냉매가 냉매배관을 따라 응축기 측으로 역류하며 발생하는 역류 소음을 크게 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화시스템은 이러한 U트랩(Trap)을 통해 압축기의 재 기동시 전자팽창밸브가 개방되는 동안 상기 U트랩(Trap)에 고여 있던 액체 상태의 냉매가 우선적으로 전자팽창밸브를 통과하도록 함으로써 압축기의 기동에 따른 전자팽창밸브의 개방시 전자팽창밸브를 통과하며 발생하는 냉매의 통과소음 역시 크게 줄어들도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화시스템의 냉동사이클 구성을 대략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화시스템의 요부를 확대 도시한 것으로, 도 1의 전자팽창밸브 측 구성을 나타낸 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 압축기 20: 응축기
30: 전자팽창밸브 31: 밸브하우징
32: 오리피스 33: 니들
34: 스텝모터 35: 입구관
36: 출구관 37: 스크류
40: 증발기 50: 냉매배관
60: 냉각팬 70: 순환팬
80: U트랩(Trap)

Claims (3)

  1. 압축기 및 응축기와, 팽창장치 및 증발기가 냉매배관을 통해 폐회로를 이루도록 연결된 냉동사이클과; 상기 팽창장치와 상기 응축기 측 상기 냉매배관 사이에 설치되는 U트랩(trap)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 팽창장치는 전자팽창밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전자팽창밸브는 내부에 오리피스와 상기 오리피스를 개폐하도록 니들이 마련된 밸브하우징과, 상기 니들을 상기 오리피스의 입구 측으로 진퇴시키는 스텝모터와, 상기 오리피스의 입구 측과 상기 응축기 측 냉매배관을 연결시키도록 상기 밸브하우징의 일측에 마련되는 입구관과, 상기 오리피스의 출구 측과 상기 증발기 측 냉매배관을 연결시키도록 상기 밸브하우징의 타측에 마련되는 출구관을 포함하고, 상기 U트랩(trap)은 상기 입구관과 상기 응축기 측 냉매배관 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
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