KR100772574B1 - 복합 냉난방 시스템의 제상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외기를 구성하는 모세관 내부에 제상(除霜)용 열선을 형성하여 외기 온도가 낮을 때도 정상적인 난방기능이 유지되도록 한 복합 냉난방 시스템의 실외기 제상장치를 제시하기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은 복합 냉난방 시스템을 구성하는 실외기에 있어서, 실외기의 모세관 입구에 삽입되고 그 출구에서 빠져나오도록 모세관 내부에 열선을 형성하여 복합 냉난방 시스템의 제어에 의해 난방시 외기 조건에 따라 상기 열선이 가동되게 한 것을 특징으로 하는 복합 냉난방 시스템의 제상장치를 제시한다.

냉난방, 히트펌프, 제상장치

Description

복합 냉난방 시스템의 제상장치{ Frost Removal Device of a Regeneration-compound Cooling and Heating System }

도 1은 종래 복합 냉난방 시스템의 구성도

도 2는 종래 실외기의 구조도

도 3은 본 발명에 의한 실외기의 구성도

도 4는 본 발명에 의한 열선의 실시 예도

도 5는 본 발명에 의한 열선의 실시 예도

도 6은 본 발명을 복합 냉난방 시스템에 적용한 상태도

*, 주요부호의 설명

10. 압축기 20. 실내기

30. 실외기 31. 모세관

32. 모세관베이스 33. 열선

40. 열교환기

50. 50'. 팽창기 60.70. 첵크벨브

80. 4방밸브

본 발명은 단일 시스템에 의해 냉방과 난방이 이루어지도록 구성된 복합 냉난방 시스템에 적용되는 실외기에 관한 것이며, 더욱 상세히는 실외기를 구성하는 모세관 내부에 제상(除霜)용 열선을 형성하여 외기 온도가 낮을 때도 정상적인 난방기능이 유지되도록 한 복합 냉난방 시스템의 실외기 제상장치에 관한 것이다.

냉난방이 가능한 복합 냉난방 시스템은 도 1 에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온 고압으로 압축하기 위한 압축기(10)와, 냉매에 의한 고온 또는 저온의 열을 실내공기와 열교환시키는 실내기(20)와, 고온 또는 고압의 열을 외부로 방출하거나 팽창된 냉매를 외기와 열교환시켜 냉매를 가열하는 실외기(30)와, 난방시에 실내기에서 배출되는 고온의 냉매와 실외기에서 배출되는 저온의 냉매를 상호 열교환시키는 열교환기(40)로 이루어지며, 열교환기의 냉매를 공급받아 냉각되도록 팽창시키는 팽창기(50)가 설치되고 그 경우 열 교환부에 난방시 실내기에서 배출되는 고온의 냉매와 실외기에서 배출된 저온의 냉매가 유입되며, 상기 고온의 냉매는 열교환기와 팽창기를 따라 흐르면서 저온의 냉매와 열 교환되면서 팽창되는 구조 등 다양한 형태의 구조가 제시되고 있다.

상기에서 실외기는 실외에 설치되어 냉방시에는 유입되는 고온 고압의 냉매를 외기와 열교환시켜 대기중에 열을 방출시키고, 난방시에는 유입되는 응축된 냉매를 외기와 열교환시켜 냉매를 가열하는 기능을 수행한다.

난방시 실외기의 응축된 냉매를 외기와 열교환시켜 냉매를 가열하는 기능은 외기 온도가 0℃ 이상에서는 정상적으로 유지되나 0℃ 이하에서는 성애가 얼어 붙기 때문에 기능이 급격하게 저하되며, 통상 5℃ 이하에서는 그 기능을 거의 상실하고 난방효율이 급격히 저하되기 때문에 실내기에 별도의 보조 열원을 부가하여 난방에 이용하는 방법이 사용되고, 외기 온도가 낮을 때 이를 감지하여 자동으로 실행되는 제상기능이 도입되어 사용되고 있다.

통상 복합 냉난방 시스템에서 제상기능은 자체 순환시스템을 이용하는 방법과, 외부에서 열을 가해주는 방법이 있다.

전자의 경우는 난방중 실내기의 팬을 정지한 상태로 냉방순환모드로 시스템을 구동하여 뜨거운 냉매가 실외기로 공급되게 하거나 압축기로부터 배출되는 뜨거운 냉매를 실외기에 직접 공급하는 방법으로 실외기에 엉겨 있는 성애 등을 제거하는 방법이다. 이와 같은 방법은 제상기능의 작동시에 난방기능이 정지되고 실내기에 저온의 냉매가 흘러 난방기능이 정지되거나 압축기에 의한 고온 고압의 냉매 중 일부만 난방에 이용됨으로써 난방효율이 저하되는 단점이 있으며, 별도의 보조 열원을 가동시키는 데 따른 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

후자의 경우는 도 2에 도시된 바와 같이, 실외기(30)의 모세관(31)을 지지하는 모세관베이스(32)에 열선(33)을 깔아 센서에 의해 감지된 성애 상태에 따라 열선을 자동으로 가동시켜 주는 방법으로 열선에 의해 성애를 지속적으로 제거하여 줌으로써 난방을 유지하는 장점이 있으나 누전 등의 우려가 있고, 열선의 열이 냉매의 가열에 의한 실내 난방효과의 상승으로 이어지지 않고 대부분 외기로 소실되 는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 기존의 제상장치가 갖는 문제점을 해소할 목적으로 안출된 것으로 제상 효율을 향상함과 아울러 냉매에 열을 직접 가함으로서 난방 효율이 향상되게할 목적으로 안출된 것이다.

이를 위하여 본 발명은 실외기를 구성하는 모세관 내부에 열선을 배치 형성한 구성의 제상장치를 제시한다.

이하 첨부된 도면에 의한 실시 예에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 구성을 도시하기 위한 것으로, 본 발명은 복합 냉난방 시스템을 구성하는 실외기(30)의 모세관 입구(31a)에 삽입되고 그 출구(31b)에서 빠져나오도록 모세관 내부에 열선(33)을 형성하여 복합 냉난방 시스템의 제어에 의해 난방시 외기 조건에 따라 상기 열선을 가동하도록 한 구성의 복합 냉난방 시스템 제상장치를 제시한다.

상기한 열선(33)은 도 4에 도시한 바와 같이 모세관(31) 내에 밀폐 구조로 내부관(34)을 삽입하고 상기 내부관에 열선(33)을 삽입하는 구조로 실시될 수 있고, 도 5에 도시한 바와 같이 냉매에 의한 누전이 이루어지지 않도록 보호피복(35)으로 감싼 구조로 실시될 수 있다.

또한, 탄소 나노 필라멘트 계열의 선상 발열체를 사용하여 지름이 작은 선 형태로 구성함으로써 모세관 내부에서의 냉매 유통이 방해받지 않도록 구성된다.

상기한 열선은 성애 상태나 외기 온도 상태를 센서에 의해 감지하여 복합 냉난방 시스템의 제어부를 구성하는 마이콤(도시하지 않았음)에 의해 영하의 온도 조건 등에서 자동으로 작동되도록 구성된다.

열선의 가동 중에는 외기와 냉매의 열교환이 차단되도록 실외기의 팬을 정지킨다.

상기 구성에 의한 열선은 냉매에 직접 접촉되고, 모세관 내부에 위치하여 냉방시에는 실외기의 통상적인 방열기능을 수행하고, 난방시에는 저온 상태에서 작용하여 팽창되어 차가워진 냉매를 가열함으로써 성애가 형성되는 것을 방지하고, 냉매의 온도를 높여 압축기로 제공함으로써 압축기의 과부하를 방지하고 고온 고압 냉매를 적은 에너지를 소비하여 얻을 수 있도록 함으로써 연속 순환에 의한 난방 효율의 향상에 기여하게 된다.

도 6는 본 발명을 기존의 냉.난방 시스템에 적용한 상태를 도시한 것으로, 압축기(10)가 가동되어 냉매를 고온 고압으로 압축하여 4방밸브(80)를 통하여 실내기(20)로 제공된다. 실외기는 제공된 고온 고압의 냉매와 실내 공기를 열 교환하여 실내 공기를 덮히고, 냉매는 열을 빼앗겨 응축시킨다.

실내기를 거친 냉매는 첵크밸브(60)를 거쳐 열교환기(40)와 팽창기(50)를 통과하면서 다시 응축되고 저온으로 팽창된다.

팽창기를 거친 냉매는 실외 공기보다 낮은 상태이며, 실외기로 공급되면서 외기에 의해 가열된다.

이때, 실외온도가 0℃ 이하에서 열선(33)이 가동되도록 제어부가 구성된 경우 열선에 의해 냉매가 더욱 가열되어 실외기에서 냉매의 증발이 이루어진다.

실외기를 통과한 냉매는 4방밸브(80)를 거쳐 압축기로 제공되고, 압축에 의해 고온 고압의 냉매로 전환되어 실내기로 공급되는 순환 과정을 거친다.

상기한 열선의 작용에 의해 저온 상태에서도 실외기의 작동이 정상적으로 이루어지고, 실외기에 의한 열교환이 이루어진다.

이상의 구성에 의한 본 발명은 난방기능을 유지하면서 제상이 가능하여 난방이 지속적으로 유지되는 장점이 있고, 제상에 사용된 열이 냉매에 열을 직접 가함으로써 손실되지 않고, 압축기에서 냉매를 가열하고 압축하는데 필요한 에너지 소비를 감소시켜 전체적인 난방 효율을 향상시키는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 복합 냉난방 시스템을 구성하는 실외기에 있어서, 실외기의 모세관 입구에 삽입되고 그 출구에서 빠져나오도록 모세관 내부에 열선을 형성하여 복합 냉난방 시스템의 제어에 의해 난방시 외기 조건에 따라 상기 열선이 가동되되, 상기 열선은 실외기의 모세관 내에 밀폐구조로 내부관을 삽입하고 상기 내부관에 열선을 삽입하는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 복합 냉난방 시스템의 제상장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 열선은 탄소 나노 필라멘트로 선상 발열체로 구성된 것을 특징으로 하는 복합 냉난방 시스템 제상장치.
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