KR100657803B1 - 제상장치를 구비한 실외열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉난방 가능한 공기조화기의 실외열교환기에 사용되는 제상장치에 관한 것으로, 공기조화기의 난방운전시 실외온도의 저하로 인한 실외열교환기에 형성되는 성에를 제거하기 위해 실외열교환기에 장착된 히터로 성에를 응축수로 상태변화시키고, 상기 상태변화한 응축수를 이용하여 제상을 함으로써 전력소비를 억제하며 제상시간을 단축시킬 수 있다.

Description

제상장치를 구비한 실외열교환기{OUTDOOR HEAT EXCHANGER HAVING DEFROSTER}
도 1은 종래의 공기조화기의 제상장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 공기조화기의 제상장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기 실외열교환기의 제상장치를
나타낸 사시도이다.
도 4은 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기 실외열교환기의 제상장치
를 나타낸 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
20: 압축기 25: 사방변
30: 실내열교환기 40: 실외열교환기
41: 실외열교환기코일온도센서 42: 실외온도센서
45: 응축수저장용기 46: 응축수공급부
70: 제어부 80: 히터
본 발명은 공기조화기에 사용되는 실외열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기조화기의 난방운전시 실외열교환기에 형성되는 성에를 제거함으로써 불필요한 열손실을 방지함과 아울러 공기조화기의 성능을 최대한 발휘할 수 있게 하는 제상장치를 갖춘 실외열교환기에 관한 것이다.
일반적인 공기조화기는 냉동사이클을 이용하여 냉방 또는 난방기능을 수행하는 것으로, 실내열교환기가 설치된 실내기(A)와 실외열교환기가 설치된 실외기(B)로 분리 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 공기조화기는 실내기(A)와 실외기(B)로 구성되는데, 실내기(A)는 실내열교환기(2)와 팬(6)으로 이루어지고, 실내열교환기(2)는 내부에 흐르는 냉매가 증발되는 과정에서 주위의 열을 흡수하여 냉매자체의 온도는 상승되고 주위의 공기는 저온으로 냉각시키면서 실내공기를 냉방시키게 된다. 상기 실내열교환기(2)가 주위의 열을 흡수하는 과정에서 상기 실내팬(6)은 주위의 공기를 끌어모아 실내열교환기(2)측으로 송풍시키면서 실내열교환기(2)의 열교환 작용을 보조하게 된다.
한편, 실외기(B)는 압축기(1)와 실외열교환기(4)와 실외팬(8)으로 이루어지며, 압축기(1)는 냉매관을 통하여 실내열교환기(2) 및 실외열교환기(4)와 연결되고 내부의 냉매를 고온.고압으로 압축한다. 실외열교환기(4)는 그 내부에 냉매가 유입되면서 실외공기와 열교환하게 되는데, 이때 실외팬(8)은 외부공기를 끌어모아 실외열교환기(4)측으로 송풍하면서 상기 냉매관을 통해 운반된 냉매를 열교환시키게 된다. 또한, 상기 압축기(1)의 타측 실외열교환기(4)와 실내열교환기(2)의 사이에는 모세관(3)이 형성되어 냉매를 저압으로 감압시키는 작용을 한다.
이와 같이 구성된 공기조화기의 난방시에는 냉매의 증발작용을 하는 실외열교환기(4)의 표면온도가 낮아져, 특히 실외온도가 저온이 될 경우 상기 실외열교환기(4)의 표면에 성에가 발생하였다. 성에가 발생함으로 인해 난방효율이 저하되고 불필요한 열손실이 발생하는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록실용신안공보20-0295946호에서는 상기 실외열교환기(4)의 하단부에 가열수단(10)를 설치하여 공기조화기의 난방시에 실외열교환기에 발생하는 성에를 제거하도록 구성하였다.
이와 같이 실외열교환기(4)의 하단부에 가열수단(10)을 설치하는 이유는, 열교환기의 핀을 따라 흘러내리는 응축수가 실외열교환기(4)의 하단부로 집수되어 실외의 온도가 저온으로 떨어지게 되면 실외열교환기(4)의 하단부의 표면에 성에가 자주 발생하기 때문이다.
그러나, 상기와 같이 구성된 제상장치에 있어서는 가열수단이 실외열교환기의 하부에 설치됨에 따라 실외열교환기의 상부에 형성될 수 있는 성에를 제거하는 데에는 한계가 있었다. 또한, 가열수단에서 발생하는 열이 실외열교환기에 흡열되어 제상하기까지는 많은 시간이 걸렸으며 이에 따른 전력의 소비가 심하였다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 장착된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉난방 겸용 공기조화기의 난방운전시에 실외온도의 저하로 인한 실외열교환기에 형성되는 성에를 제거하기 위해 실외열교환기에 장착된 히터와 상기 히터의 의해 상태변화한 응축수를 이용하여 제상함으로써 제상시간을 줄이고 소비전력을 줄일 수 있는 공기조화기 실외열교환기의 제상장치를 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 냉난방 겸용 공기조화기의 난방운전시 실외온도센서와 실외열교환기 코일온도센서의 값에 따라 제어부가 제상조건이라고 인식할 경우에 실외열교환기에 설치된 히터가 작동하고, 상기 히터의 가열에 의해 실외열교환기에 부착된 성에가 상태변화하여 생긴 응축수를 실외열교환기의 전열핀을 따라 상부에서 하부로 흘러내기게 하여 제상하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 이루어진 본 발명은 냉난방 겸용 공기조화기의 난방운전시 외부온도가 낮아 실외열교환기에 생성된 성에를 제거하기 위해 성에가 상태변화하여 생긴 응축수를 이용함으로써 제상시간을 줄이고, 전력소모를 억제할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따라 구성된 공기조화기의 전체적인 구조를 나타낸 블록도이다.
여기서 도시된 바와 같이 실외기는 냉매를 압축하기 위한 압축기(20)와, 압축기(20)의 출력단에 냉매의 순환경로를 변경하기 위한 사방변(25)이 설치된다. 그리고, 일측이 사방변(25)과 연결되어 실외에서 열교환이 이루어지는 실외열교환기(40)와 일측이 사방변(25)과 연결되어 실내에서 열교환이 이루어지는 실내열교환기(30)와 실내열교환기(30)의 타측과 실외열교환기(40)의 타측간에 매개되는 감압장치(50)로 이루어진다.
그리고, 실내열교환기(30)에는 실내온도를 측정하는 실내온도센서(32)와 실내열교환기의 코일온도를 측정하는 실내열교환기 코일온도센서(31)가 설치되고, 실외열교환기(40)에는 실외온도를 측정하는 실외온도센서(42)와 실외열교환기 코일온도를 측정하는 실외열교환기 코일온도센서(41)가 설치된다.
또한, 실외온도센서(42)와 실외열교환기 코일온도센서(41)로부터 제공되는 온도값을 각각 사전에 설정된 기준온도와 비교하여 제상조건인지를 판별하고 이에 따라 제어신호를 발생하는 제어부(70)가 설치된다.
또한, 상기 실외열교환기(40)의 공기흡입측 외면에는 실외열교환기(40)에 부착된 성에를 녹이기 위한 히터(80)가 설치된다. 그리고, 상기 히터(80)와 제어부(70) 사이에는 제어부(70)의 제어신호에 따라 동작하고 히터에 전원을 공급하는 전원부(75)가 설치된다.
또한, 상기 실외열교환기(40)의 하부에는 실외열교환기(40)에 부착된 성에가 히터(80)에 의해 상태변화되어 형성된 응축수를 저장하기 위한 응축수저장용기(45) 가 설치되고, 상기 실외열교환기(40)의 상부에는 상기 응축수를 실외열교환기에 공급하기 위한 응축수공급부(46)가 형성된다.
상기 응축수저장용기(45)와 응축수공급부(46)는 응축수공급관(61)에 의해 연결되어 있고, 상기 응축수공급관(61)상에는 응축수저장용기(45)에 저장된 응축수를 응축수공급부(46)로 끌어올리기 위한 소형펌프(60)이 설치된다. 이 소형펌프(60)는 제어부(70)와 연결되어 있어, 제어부(70)에서 발생한 제어신호에 따라 작동된다.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 실외열교환기의 제상장치를 나타낸 상세도이다.
실외열교환기(40)는 공기가 흐르면서 많은 접촉면적을 가져 열교환을 잘 하도록 해주는 열교환 핀(44)과 상기 열교환 핀(44)에 열교환을 하기 위한 냉매가 흐르는 냉매 코일(43)이 형성되어 있다.
상기 실외열교환기(40)의 공기흡입측 외면하부에는 상기 실외열교환기(40)에 부착된 성에를 제거하기 위한 히터(80)이 설치된다. 히터(80)는 전원부(75)로부터 전원을 공급받아 가열된다. 전원부(75)는 히터에 전원을 공급하며 제어부(70)와 연동되어 제어부(70)에서 발생되는 제어신호에 의해 제어된다. 또한 상기 히터(80)는 전원부(75)로부터 전원을 공급받아 열을 발생시키는 열선(82)과 열선(82)을 둘러싸고 있는 가열파이프(81)로 구성된다.
상기 실외열교환기(40)의 하단에는 상기 히터(80)에 의해 성에가 상태변화하여 형성되는 응축수를 저장하기 위한 응축수저장용기(45)가 실외열교환기(40)와 일체로 형성되어 있다.
상기 실외열교환기(40)의 상단에는 상기 응축수저장용기(45)에 저장된 응축수를 상기 실외열교환기(40)에 공급하기 위한 응축수공급부(46)가 설치된다. 응축수공급부(46)는 실외열교환기(40)의 상부에 지지부(48)에 의해 지지되어 있고, 응축수공급부(46)의 하부에는 노즐(47)이 다수개 설치되어 있어, 상기 실외열교환기(40)의 곳곳에 응축수를 공급하게 된다.
상기 응축수저장용기(45)와 응축수공급부(46)의 일단에는 유로가 형성되어 있어 각각 응축수공급관(61)에 연결된다. 응축수공급관(61)상에는 응축수저장용기(45)에 저장된 응축수를 응축수공급부(46)로 공급하기 위한 소형 펌프(60)이 설치되어 있다. 상기 펌프(60)도 제어부(70)와 연동되어 있어 제어부에서 발생된 제어신호에 의해 제어된다.
상기 실외열교환기(40)의 일측에는 실외열교환기(40)의 코일온도를 측정하기 위한 코일온도센서(41)이 설치된다. 또한, 이와 별도로 실외의 온도를 측정하기 위한 실외온도센서(42)가 설치된다. 각각의 센서는 제어부와 연동되어 있어 각각의 센서에서 감지된 온도값은 제어부(70)로 보내지게 된다.
이하, 상기 실시예의 구성에 따른 제상장치의 동작을 살펴본다.
난방운전시 코일온도센서(41)와 실외온도센서(42)는 각각 실외열교환기의 코일온도와 실외온도를 감지한다. 이에 의해 감지된 온도값은 제어부(70)로 보내진다. 제어부(70)에서는 실외열교환기 코일온도센서(41)와 실외온도센서(42)의 값을 입력받아 제상조건인가 판단하게 된다.
그래서, 제상조건이면 히터(80)에 전원을 공급하는 전원부(75)에 전원이 인가되도록 함으로써 히터(80)가 발열하도록 한다. 상기 히터(80)에 의해 실외열교환기(40)에 부착된 성에는 녹게되고, 녹게된 성에는 물로 변하여 응축수저장용기(45)에 저장된다. 일정시간경과 후 소정의 응축수가 응축수저장용기(45)에 저장되었다고 판단되면 제어부(70)는 전원부(75)로부터 공급되는 전원을 끊어 히터(80)의 작동을 멈춘다.
히터(80)의 작동이 멈춘후 제어부(70)는 펌프(60)를 작동시킨다. 상기 펌프(60)의 작동에 의해 응축수저장용기(45)에 모인 응축수는 응축수공급관(61)을 통해 응축수공급부(46)으로 공급된다. 응축수공급부(46)의 하부에는 다수개의 노즐(47)이 설치되어 있어 그 노즐(47)을 통해 응축수는 실외열교환기(40)의 사방으로 공급된다.
노즐(47)을 통해 분사된 응축수는 실외열교환기(40)의 방열핀(44)를 타고 상부에서 하부로 흐르면서 실외측열교환기(40) 곳곳에 형성되어 있는 성에를 제거하게 된다.
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 실외열교환기의 제상장치를 나타낸 것이다. 도4에 도시된 부분을 제외한 나머지 부분은 제1실시예를 통해 설명한 바와 같은바 생략한다.
도4에서 도시된 바와 같이 히터(80)가 실외측열교환기(40)의 상부에 형성되어 있다. 히터(80)는 전원을 공급하는 전원부(75)와 연계되어 있고 전원부(75)는 제어부(70)에 의해 제어된다.
제1실시예와 마찬가지로 실외열교환기(40)의 일측에는 실외열교환기(40)의 코일(43)온도를 측정하기 위한 코일온도센서(41)이 설치된다. 또한, 이와 별도로 실외의 온도를 측정하기 위한 실외온도센서(42)가 설치된다. 각각의 센서는 제어부와 연동되어 있어 각각의 센서에서 감지된 온도값은 제어부로 보내지게 된다.
이하 제2실예에 따른 작동동작에 대해 설명한다.
난방운전시 코일온도센서(41)와 실외온도센서(42)는 각각 실외열교환기의 코일온도와 실외온도를 감지한다. 이에 의해 감지된 온도값은 제어부(70)로 보내진다. 제어부(70)에서는 실외열교환기 코일온도센서(41)와 실외온도센서(42)의 값을 입력 받아 제상조건인가 판단하게 된다.
그래서, 제상조건이면 히터(80)에 전원을 공급하는 전원부(75)에 전원이 인가되도록 함으로써 히터(80)가 발열하도록 한다. 상기 히터(80)는 실외열교환기(40) 상부에 설치되어 있는바 실외열교환기(40)에 형성된 성에는 상부에서 먼저 녹게 된다. 일정시간 가열 후 히터(80)가 작동을 멈추도록 제어부(70)는 전원부(75)에 제어신호를 보내 전원공급을 중지시킨다.
이때, 성에에 대해 상대적으로 많은 열량을 갖는 물(응축수)은 중력에 의해 실외열교환기(40)의 상부에서 방열핀(44)을 따라 하부로 흐르면서 실외열교환기(40)에 부착된 성에를 제거한다.
제2실시예에서는 히터를 실외열교환기 상부에 설치하여 중력에 의한 응축수의 낙하를 이용함으로써 펌프를 설치할 필요가 없는 장점이 있다.
상기한 바와 같이 본 발명은 냉난방 겸용 공기조화기의 난방운전시 외부온도가 낮아 실외열교환기에 생성된 성에를 제거하기 위해 히터에 의해 성에를 열량을 갖는 상태변화된 물로 변화시키고 상기 열량을 갖는 물을 제상수단으로 이용함으로써 제상시간을 줄이고, 전력소모를 억제할 수 있다는 이점을 가진다.

Claims (5)

  1. 실외열교환기에 착상되는 성에를 제거하기 위한 히터가 설치된 제상장치를 구비한 공기조화기의 실외열교환기에 있어서, 상기 히터는 상기 실외열교환기의 상부에 설치되고, 상기 히터에 의해 성에가 융해되어 형성된 응축수가 상기 실외열교환기의 상부에서 상기 실외열교환기의 하부로 흐르면서 상기 실외열교환기에 착상된 성에를 제거하는 것을 특징으로 하는 제상장치를 구비한 실외열교환기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 일정시간 경과 후 작동이 멈추고, 상기 응축수에 의해서만 제상되는 것을 특징으로 하는 제상장치를 구비한 실외열교환기.
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