KR100690679B1 - 이차냉매 펌프구동형 공기조화기 - Google Patents

이차냉매 펌프구동형 공기조화기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차냉매 펌프구동형 공기조화기에 관한 것으로서, 실내열교환기를 구비한 실내유니트와; 압축기와, 상기 압축기에서 토출된 냉매가 상기 실내열교환기를 경유한 냉매와 열교환가능하도록 형성되는 제1실외열교환기와, 상기 제1실외열교환기를 경유한 냉매가 감압팽창되는 제1실외팽창밸브와, 상기 제1실외팽창밸브를 경유한 냉매가 실외공기와 열교환가능하도록 형성되는 제2실외열교환기를 구비한 제1냉매순환유니트와; 상기 실내열교환기를 경유한 냉매가 상기 제1실외열교환기와 열교환되도록 형성되는 유니트간열교환기와, 상기 유니트간열교환기 및 상기 실내열교환기를 경유한 냉매가 일시 수용되는 리시버와, 상기 리시버의 내부의 액냉매를 상기 실내유니트로 송출되도록 하는 펌프를 구비한 제2냉매순환유니트와; 상기 실내열교환기 및 상기 리시버에 각각 연결되어 상기 실내열교환기를 경유한 냉매가 통과하면서 열교환되어 과냉각되도록 하는 과냉각열교환기와, 상기 과냉각열교환기의 열교환을 촉진시키는 열교환촉진부를 구비한 과냉각유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 실외유니트와 실내유니트를 연결하는 연결배관의 길이 및 크기의 제약을 줄일 수 있고 압축기의 오일부족현상이 발생되는 것을 억제할 수 있는 이차냉매 펌프구동형 공기조화기가 제공된다.

Description

이차냉매 펌프구동형 공기조화기{SECOND-REFRIGERANT PUMP DRIVING TYPE AIR CONDITIONER}
도 1은 종래의 공기조화기의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차냉매 펌프구동형 공기조화기의 구성도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차냉매 펌프구동형 공기조화기의 요부구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10; 실내유니트 11; 실내열교환기
20; 제1냉매순환유니트 21; 압축기
25; 제1실외열교환기 27; 제1실외팽창밸브
29; 제2실외열교환기 31; 제1사방밸브
40; 제2냉매순환유니트 41; 유니트간열교환기
43; 리시버 45; 펌프
49; 제2사방밸브 60; 과냉각유니트
61; 과냉각열교환기 65; 열교환촉진부
67; 제3실외열교환기 68; 제3실외팽창밸브
본 발명은, 이차냉매 펌프구동형 공기조하기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 실외유니트와 실내유니트를 연결하는 연결배관의 길이 및 크기의 제약을 줄일 수 있고 압축기의 오일부족현상이 발생되는 것을 억제할 수 있도록 한 이차냉매 펌프구동형 공기조화기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 공기조화기의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 공기조화기는, 복수의 실내유니트(110)와, 각 실내유니트(110)의 운전상태에 따라 적절히 냉매를 제공하는 복수의 실외유니트(120)를 구비하고 있다.
각 실내유니트(110)는, 실내공기와 열교환가능하게 배치되는 실내열교환기(111)와, 실내열교환기(111)의 유입측에 냉매가 감압팽창될 수 있도록 배치되는 실내팽창장치(113)를 각각 구비하고 있다.
각 실외유니트(120)는, 냉매를 압축하는 압축기(121)와, 압축기(121)의 일측에 냉매가 실외공기와 열교환가능하게 배치되는 실외열교환기(127)로 구성되어 있다. 압축기(121)의 흡입측에는 기체상태의 냉매를 흡입할 수 있도록 어큐뮬레이터(123)가 설치되어 있으며, 압축기(121)의 토출측에는 냉매의 유로를 절환할 수 있도록 사방밸브(125)가 구비되어 있다. 냉매의 유동방향을 따라 실외열교환기(127)의 일측에는 실외팽창장치(129)가 설치되어 있으며, 실외팽창장치(129)의 일측에는 체크밸브(133)를 구비한 우회유로(131)가 형성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 운전되는 실내유니트(110)의 부하량에 따라 실외유니트(120)는 선택적으로 구동되고, 운전되는 실외유니트(120)의 각 사방밸브(125)는 실내유니트(110)의 운전모드에 따라 냉매의 유로를 절환하게 된다. 실내유니트(110)가 냉방 운전되는 경우 운전되는 실외유니트(120)의 사방밸브(125)는 압축기(121)에서 토출된 냉매가 실외열교환기(127)를 경유하도록 유로를 절환하고, 실외열교환기(127)를 경유한 냉매는 운전되는 실내유니트(110)의 실내팽창장치(113)를 거치면서 감압팽창된 후 실내열교환기(111)에서 실내공기와 열교환되면서 냉방작용을 수행하게 된다. 냉방작용을 수행한 냉매는 운전되는 실외유니트(120)의 사방밸브(125) 및 어큐뮬레이터(123)를 경유하여 압축기(121)로 흡입되고, 압축 및 토출되는 과정을 반복하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 공기조화기에 있어서는, 압축기(121)의 내부에는 압축기(121)의 냉각 및 윤활작용을 하도록 냉매와 함께 오일을 봉입하도록 되어 있어, 실내열교환기(111)와 실내유니트(110) 및 실외유니트(120)를 연결하는 연결배관의 내부에는 오일이 산재하게 되고, 실내열교환기(111) 및 연결배관의 내부의 오일의 원활한 회수를 위해 실내유니트(110)를 경유하여 실외유니트(120)로 복귀되는 기관(gas pipe)의 직경을 일정 이상 증대시킬 수 없게 될 뿐만 아니라 실외유니트(120)와 실내유니트(110) 사이의 설치 거리의 제약이 발생된다고 하는 문제점이 있다.
또한, 주기적으로 실내열교환기(111) 및 연결배관에 잔류하는 오일을 회수하기 위한 오일회수운전 시 소음을 유발할 뿐만 아니라 실내유니트(110)의 난방 운전 시에는 난방 운전이 중지된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 실외유니트와 실내유니트를 연결하는 연결배관의 길이 및 크기의 제약을 줄일 수 있고 압축기의 오일부족현상이 발생되는 것을 억제할 수 있는 이차냉매 펌프구동형 공기조화기를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 실내열교환기를 구비한 실내유니트와; 압축기와, 상기 압축기에서 토출된 냉매가 상기 실내열교환기를 경유한 냉매와 열교환가능하도록 형성되는 제1실외열교환기와, 상기 제1실외열교환기를 경유한 냉매가 감압팽창되는 제1실외팽창밸브와, 상기 제1실외팽창밸브를 경유한 냉매가 실외공기와 열교환가능하도록 형성되는 제2실외열교환기를 구비한 제1냉매순환유니트와; 상기 실내열교환기를 경유한 냉매가 상기 제1실외열교환기와 열교환되도록 형성되는 유니트간열교환기와, 상기 유니트간열교환기 및 상기 실내열교환기를 경유한 냉매가 일시 수용되는 리시버와, 상기 리시버의 내부의 액냉매를 상기 실내유니트로 송출되도록 하는 펌프를 구비한 제2냉매순환유니트와; 상기 실내열교환기 및 상기 리시버에 각각 연결되어 상기 실내열교환기를 경유한 냉매가 통과하면서 열교환되어 과냉각되도록 하는 과냉각열교환기와, 상기 과냉각열교환기의 열교환을 촉진시키는 열교환촉진부를 구비한 과냉각유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차냉매 펌프구동형 공기조화기에 의해 달성된다.
여기서, 상기 압축기의 토출측에 냉매의 유로를 절환하도록 배치되는 제1사방밸브와, 상기 제1실외열교환기의 일측에 냉방 운전 시 냉매가 감압팽창될 수 있도록 배치되는 제2실외팽창밸브를 더 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 열교환촉진부는, 난방시 냉매의 유동방향을 따라 유입측은 상기 제1실외열교환기의 유출측에 연결되고 유출측은 상기 제2실외열교환기의 유출측에 연결되며 상기 과냉각열교환기와 열교환가능하게 형성되는 제3실외열교환기와, 상기 제3실외열교환기의 유입측에 냉매가 감압팽창될 수 있도록 설치되는 제3실외팽창밸브를 포함하는 것이 효과적이다.
상기 열교환촉진부는 상기 과냉각열교환기의 일 측에 배치되어 상기 과냉각열교환기와 접촉되는 공기의 유동을 촉진시키는 냉각팬을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열교환촉진부는 상기 과냉각열교환기의 일 측에 배치되어 상기 과냉각열교환기와 접촉되는 공기의 유동을 촉진시키는 냉각팬을 포함하도록 구성하는 것이 효과적이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차냉매 펌프구동형 공기조화기의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차냉매 펌프구동형 공기조화기의 요부구성도이다. 본 이차냉매 펌프구동형 공기조화기는, 실내열교환기(11)를 구비한 실내유니트(10)와; 압축기(21)와, 압축기(21)에서 토출된 냉매가 실내열교환기(11)를 경유한 냉매와 열교환가능하도록 형성되는 제1실외열교환기(25)와, 제1실외열교환기(25)를 경유한 냉매가 감압팽창되는 제1실외팽창밸브(27)와, 제1실외팽창밸브(27)를 경유한 냉매가 실외공기와 열교환가능하도록 형성되는 제2실외열교환기 (29)를 구비한 제1냉매순환유니트(20)와; 실내열교환기(11)를 경유한 냉매가 제1실외열교환기(25)와 열교환되도록 형성되는 유니트간열교환기(41)와, 유니트간열교환기(41)를 경유한 냉매가 일시 수용되는 리시버(43)와, 리시버(43)의 냉매를 실내유니트(10)로 송출되도록 하는 펌프(45)를 구비한 제2냉매순환유니트(40)와; 실내열교환기(11)를 경유한 냉매가 통과하면서 열교환되어 과냉각되도록 형성되는 과냉각열교환기(61)와, 과냉각열교환기(61)의 열교환을 촉진시키는 열교환촉진부(65)를 구비한 과냉각유니트(60)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 제1냉매순환유니트(20) 및 제2냉매순환유니트(40)는 실외에 배치되는 실외유니트로 구성되는 것이 바람직하다. 제1냉매순환유니트(20)는 압축기(21)의 윤활 및 냉각을 위해 압축기(21)의 내부에 냉매와 함께 오일이 순환되도록 구성되고, 제2냉매순환유니트(40)는 오일을 포함하지 아니한 냉매가 순환되도록 구성되어 있다.
각 실내유니트(10)는, 실내공기와 열교환가능하게 배치되는 실내열교환기(11)와, 실내열교환기(11)의 일측에 냉매의 유량을 조절할 수 있도록 설치되는 실내열교환기유량조절밸브(17)를 구비하고 있다.
제1냉매순환유니트(20)는, 냉매를 압축하는 압축기(21)와, 압축기(21)의 토출측에 냉매의 유로를 절환하도록 설치되는 제1사방밸브(31)와, 압축기(21)의 토출측에 연결되고 압축기(21)에서 압축되어 토출된 냉매가 실내열교환기(11)를 경유한 냉매와 열교환가능하게 형성되는 제1실외열교환기(25)와, 제1실외열교환기(25)를 경유한 냉매가 감압팽창되는 제1실외팽창밸브(27)와, 제1실외팽창밸브(27)를 경유 한 냉매가 실외공기와 열교환되도록 형성되는 제2실외열교환기(29)로 구성되어 있다.
압축기(21)의 흡입측에는 기체상태의 냉매가 제공될 수 있도록 어큐뮬레이터(23)가 연결되어 있으며, 압축기(21)의 토출측에는 냉매의 유로를 절환할 수 있도록 제1사방밸브(31)가 구비되어 있다. 난방시 냉매의 유동방향을 따라 제1실외열교환기(25)의 유출측에는 냉방 운전 시 냉매가 감압팽창될 수 있도록 제2실외팽창밸브(33)가 구비되어 있으며, 제2실외팽창밸브(33)의 일측에는 체크밸브(37)를 구비한 우회유로(35)가 형성되어 있다.
제2냉매순환유니트(40)는, 실내열교환기(11)를 경유한 냉매가 제1실외열교환기(25)와 열교환가능하도록 형성되는 유니트간열교환기(41)와, 유니트간열교환기(41)를 경유한 냉매가 일시 수용되는 리시버(43)와, 리시버(43)의 냉매를 운전되는 실내유니트(10)로 송출되도록 펌핑하는 펌프(45)와, 펌프(45)의 토출측에 냉매의 유로를 절환하도록 배치되는 제2사방밸브(49)를 구비하고 있다.
펌프(45)의 토출측에는 냉매의 역류를 방지할 수 있도록 체크밸브(47)가 구비되어 있으며, 체크밸브(47)의 하류측에는 냉매의 유로를 절환할 수 있도록 제2사방밸브(49)가 설치되어 있다.
한편, 과냉각유니트(60)는, 난방 시 냉매의 유동방향을 따라 실내열교환기(11)를 경유한 냉매가 과냉각될 수 있도록 형성되는 과냉각열교환기(61)와, 과냉각열교환기(61)의 열교환이 촉진되도록 하는 열교환촉진부(65)를 구비하고 있다.
열교환촉진부(65)는, 과냉각열교환기(61)의 냉매를 냉각시킬 수 있도록 형성 되는 제3실외열교환기(67)와, 제3실외열교환기(67)의 유입 전에 냉매가 감압팽창되도록 하는 제3실외팽창밸브(68)를 구비하고 있다. 제3실외열교환기(67)의 유입측은 제1실외열교환기(25)를 경유한 냉매가 유입될 수 있도록 제1실외열교환기(25)의 유출측에 상호 연통되게 연결되어 있으며, 제3실외열교환기(67)의 유출측은 제2실외열교환기(29)를 경유한 냉매와 합류될 수 있도록 제2실외열교환기(29)의 유출측에 상호 연통되게 연결되어 있다. 여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 실내열교환기(11)을 경유한 냉매가 공기와 접촉되면서 냉각될 수 있도록 과냉각열교환기(71)를 형성하고, 과냉각열교환기(71)의 일측에 과냉각열교환기(71)와 열교환되는 공기의 유동을 촉진시킬 수 있도록 과냉각열교환기(71)의 일측에 배치되는 냉각팬(73)의 형태로 구현된 열교환촉진부를 구비한 과냉각유니트(70)로 구성할 수도 있다.
이러한 구성에 의하여, 난방 운전 시 실내유니트(10)가 난방 운전되면 제1냉매순환유니트(20)의 압축기(21)에서 압축 및 토출된 냉매는 도 2의 점선화살표로 도시된 방향을 따라 순환되고, 제2냉매순환유니트(40)의 펌프(45)에 의해 펌핑된 냉매는 도 2의 실선화살표로 도시된 방향을 따라 순환된다.
압축기(21)에서 압축되어 토출된 냉매는 제1사방밸브(31)를 경유하여 제1실외열교환기(25)로 유입되고, 운전되는 실내유니트(10)의 실내열교환기(11)를 경유하여 유니트간열교환기(41)로 유입된 냉매와 서로 열교환된다. 제1실외열교환기(25)에서 열교환된 냉매는 제2실외팽창밸브(33) 및 우회유로(35)를 통해 제2실외열교환기(29)측으로 유동된 후 제1실외팽창밸브(27)를 거치면서 감압 팽창된다. 감압팽창된 냉매는 제2실외열교환기(29)로 유입되어 실외공기와 열교환되면서 잠열을 흡수하고, 제1사방밸브(31) 및 어큐뮬레이터(23)를 경유하여 압축기(21)로 흡입되어 압축 및 토출되는 과정을 반복하게 된다.
리시버(43)의 내부의 액냉매는 펌프(45)에 의해 펌핑되어 체크밸브(47) 및 제2사방밸브(49)를 경유하여 유니트간열교환기(41)로 유입되고, 유니트간열교환기(41)에서 제1실외열교환기(25)와 열교환된 후 운전되는 실내유니트(10)의 실내열교환기(11)로 유입된다. 실내열교환기(11)에서 실내공기와 접촉되면서 난방작용을 수행한 냉매는 실내열교환기유량조절밸브(17) 및 제2사방밸브(49)를 경유한 후 과냉각열교환기(61)로 유동된다.
한편, 제1실외열교환기(25)를 경유한 냉매 중 나머지는 분기되어 제3실외열교환기(67)측으로 유동되고, 제3실외팽창밸브(68)를 통과하면서 감압 팽창된다. 감압팽창된 냉매는 제3실외열교환기(67)로 유입되어 실내열교환기(11)를 경유하여 과냉각열교환기(61)로 유입된 냉매와 열교환되어 제2냉매순환유니트(40)의 냉매를 과냉각시키게 된다.
제3실외열교환기(67)를 경유한 냉매는 제2실외열교환기(29)를 경유한 냉매와 합류되어 제1사방밸브(31) 및 어큐뮬레이터(23)를 경유하여 압축기(21)로 흡입되어 압축 및 토출되는 과정을 반복하고, 과냉각유니트(60)에서 과냉각된 액냉매는 리시버(43)의 내부로 유입되어 일시 저장된 후 펌프(45)에 의해 펌핑되어 제2냉매순환유니트(40)의 내부를 따라 순환하게 된다.
도 2와 관련하여 전술한 실시예에서는, 과냉각유니트가 과냉각열교환기와, 제3실외열교환기 및 제3실외팽창밸브를 구비하도록 구성된 경우를 예를 들고 있지 만, 도 3과 관련하여 전술한 실시예에서처럼 과냉각열교환기의 일측에 냉각팬을 더 구비하도록 과냉각유니트를 구성할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 실내열교환기를 구비한 실내유니트와; 압축기와, 압축기에서 토출된 냉매가 실내열교환기를 경유한 냉매와 열교환가능하도록 형성되는 제1실외열교환기와, 제1실외열교환기를 경유한 냉매가 감압팽창되는 제1실외팽창밸브와, 제1실외팽창밸브를 경유한 냉매가 실외공기와 열교환가능하도록 형성되는 제2실외열교환기를 구비한 제1냉매순환유니트와; 실내열교환기를 경유한 냉매가 제1실외열교환기와 열교환되도록 형성되는 유니트간열교환기와, 유니트간열교환기를 경유한 냉매가 일시 수용되는 리시버와, 리시버의 냉매를 실내유니트로 송출되도록 하는 펌프를 구비한 제2냉매순환유니트와; 실내열교환기를 경유한 냉매가 통과하면서 열교환되어 과냉각되도록 형성되는 과냉각열교환기와, 과냉각열교환기의 열교환을 촉진시키는 열교환촉진부를 구비한 과냉각유니트를 포함하도록 함으로써, 실외유니트와 실내유니트를 연결하는 연결배관의 길이 및 크기의 제약을 줄일 수 있고 압축기의 오일부족현상이 발생되는 것을 억제할 수 있는 이차냉매 펌프구동형 공기조화기가 제공된다.

Claims (5)

  1. 실내열교환기를 구비한 실내유니트와;
    압축기와, 상기 압축기에서 토출된 냉매가 상기 실내열교환기를 경유한 냉매와 열교환가능하도록 형성되는 제1실외열교환기와, 상기 제1실외열교환기를 경유한 냉매가 감압팽창되는 제1실외팽창밸브와, 상기 제1실외팽창밸브를 경유한 냉매가 실외공기와 열교환가능하도록 형성되는 제2실외열교환기를 구비한 제1냉매순환유니트와;
    상기 실내열교환기를 경유한 냉매가 상기 제1실외열교환기와 열교환되도록 형성되는 유니트간열교환기와, 상기 유니트간열교환기 및 상기 실내열교환기를 경유한 냉매가 일시 수용되는 리시버와, 상기 리시버의 내부의 액냉매를 상기 실내유니트로 송출되도록 하는 펌프를 구비한 제2냉매순환유니트와;
    상기 실내열교환기 및 상기 리시버에 각각 연결되어 상기 실내열교환기를 경유한 냉매가 통과하면서 열교환되어 과냉각되도록 하는 과냉각열교환기와, 상기 과냉각열교환기의 열교환을 촉진시키는 열교환촉진부를 구비한 과냉각유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차냉매 펌프구동형 공기조화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축기의 토출측에 냉매의 유로를 절환하도록 배치되는 제1사방밸브와, 상기 제1실외열교환기의 일측에 냉방 운전 시 냉매가 감압팽창될 수 있도록 배치되는 제2실외팽창밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차냉매 펌프구동형 공기조화기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열교환촉진부는, 난방시 냉매의 유동방향을 따라 유입측은 상기 제1실외열교환기의 유출측에 연결되고 유출측은 상기 제2실외열교환기의 유출측에 연결되며 상기 과냉각열교환기와 열교환가능하게 형성되는 제3실외열교환기와, 상기 제3실외열교환기의 유입측에 냉매가 감압팽창될 수 있도록 설치되는 제3실외팽창밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차냉매 펌프구동형 공기조화기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열교환촉진부는 상기 과냉각열교환기의 일 측에 배치되어 상기 과냉각열교환기와 접촉되는 공기의 유동을 촉진시키는 냉각팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차냉매 펌프구동형 공기조화기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열교환촉진부는 상기 과냉각열교환기의 일 측에 배치되어 상기 과냉각열교환기와 접촉되는 공기의 유동을 촉진시키는 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차냉매 펌프구동형 공기조화기.
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