KR100794815B1 - 공기 조화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 조화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히, 제상 운전 과정에서 실외 열교환기 표면에 착상된 성에가 신속하게 제거되도록 하는 냉매 순환 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기 조화 시스템은, 압축기와, 실내 열교환기와, 실외 열교환기와, 팽창 부재 및 냉방과 난방 운전에 따라 냉매의 흐름 방향을 전환하는 제 1 사방 밸브가 포함되는 공기 조화 시스템에 있어서, 상기 실외 열교환기로 유입되는 냉매의 흐름 방향을 전환하는 제 2 사방 밸브가 더 포함된다.

본 발명에 따른 공기 조화 시스템에 의하여, 제상 운전을 위한 냉방 시스템이 작동하더라도, 실외 열교환기의 입구는 변하지 않도록 하여, 실외 열교환기 하측이 누적 결빙되는 현상이 방지되는 효과가 있다.

냉방, 난방, 제상, 누적 결빙

Description

공기 조화 시스템{Air conditioning system}

도 1은 본 발명의 사상에 따른 공기 조화 시스템의 난방 과정을 보여주는 시스템도.

도 2는 본 발명의 사상에 따른 공기 조화 시스템의 냉동 운전 과정을 보여주는 시스템도.

도 3은 본 발명의 사상에 따른 공기 조화 시스템의 제상 운전 과정을 보여주는 시스템도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 공기 조화 시스템 11 : 압축기

12 : 제 1 사방 밸브 13 : 제 2 사방 밸브

14 : 실외 열교환기 15 : 팽창 부재

16 : 실내 열교환기 17 : 기액 분리기

본 발명은 공기 조화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히, 제상 운전 과정에서 실외 열교환기 표면에 착상된 성에가 신속하게 제거되도록 하는 냉매 순환 시 스템에 관한 것이다.

일반적으로, 공기 조화기는 냉방 기능이 수행되는 에어컨과, 난방 기능이 수행되는 히트 펌프로 대별된다. 그리고, 최근에는 냉난방이 동시에 수행되는 겸용 냉난방기가 등장하게 되었다.

상세히, 난방 기능이 수행되는 히트 펌프의 경우 저온 저압의 냉매가 흐르는 실외 열교환기가 실외측에 설치된다. 따라서, 실외 온도가 낮은 겨울철에 실외 열교환기 외주면에 형성되는 응축수가 결빙되는 현상이 종종 발생하게 된다. 뿐만 아니라, 복수 개의 실내기가 연결되는 멀티형 공기 조화기의 경우, 정격 능력보다 높은 용량의 실내기가 조합될 수 있다. 그리고, 이러한 실내기가 연결되어 운전되는 경우, 실외 열교환기에 유입되는 냉매의 유량이 증가하게 된다. 이에 따라, 증발기 입구 온도가 결빙 온도 이하로 냉각되어, 실외 열교환기 표면이 착상되는 현상이 발생할 수 있다.

이러한 착상 현상을 방지하기 위하여, 난방 운전 도중 착상이 발생하게 되면 운전 모드를 전환하여 제상 과정이 수행되도록 한다. 즉, 냉방 운전 모드로 전환하여 실외 열교환기 내부로 고온 고압의 냉매가 흐르도록 함으로써, 실외 열교환기 외주면에 착상된 얼음이 해빙되도록 한다.

그러나, 상기와 같이 착상이 이루어진 다음에 제상 운전이 수행되도록 하는 공기 조화 시스템의 경우 다음과 같은 문제점이 있다.

제상 운전이 중에, 해빙된 응축수가 실외 열교환기 표면을 따라 흘러내리는 과정에서 실외 온도가 낮음으로 인하여 실외 열교환기의 하측부에서 다시 결빙되는 문제가 발생한다. 그리고, 이러한 재 결빙 현상이 길어짐으로써, 실외 열교환기 하측에는 결빙이 누적되어, 제상 운전이 수행되더라도 완전한 제상이 이루어지지 못하는 문제점이 발생한다. 따라서, 난방 운전이 다시 수행되더라도 실외 열교환기의 열교환 효율이 감소됨으로 인하여, 전체적인 난방 효율이 저감되는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 실외 열교환기의 하측에 형성되는 결빙에 의하여 배관 온도 센서에서 정확한 냉매의 온도를 감지할 수 없게 되는 단점이 있다.

또한, 난방 운전만 수행되는 공기 조화기의 경우, 실외 열교환기 표면이 착상되면, 히터와 같은 별도의 가열 부재에 의하여 제상이 수행되도록 하여야 하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 제상 운전 과정에서 실외 열교환기 하측으로부터 냉매가 유입되도록 하여, 성에가 신속히 제거됨과 동시에 누적 결빙이 방지되도록 하는 공기 조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기 조화 시스템은, 압축기와, 실내 열교환기와, 실외 열교환기와, 팽창 부재 및 냉방과 난방 운전에 따라 냉매의 흐름 방향을 전환하는 제 1 사방 밸브가 포함되는 공기 조화 시스템에 있어서, 상기 실외 열교환기로 유입되는 냉매의 흐름 방향을 전환하는 제 2 사방 밸브가 더 포함된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 난방 운전 과정에서 실외 열교환기에 형성된 성체가 신속하게 제거됨과 동시에, 누적 결빙 현상이 방지되는 장점이 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성 요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 사상에 따른 공기 조화 시스템의 난방 과정을 보여주는 시스템도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공기 조화 시스템(10)에는 압축기(11)와, 상기 압축기(11)를 통과한 냉매가 유입되는 실내 열교환기(16)와, 상기 실내 열교환기(16)를 통과한 냉매가 저온 저압으로 팽창되도록 하는 팽창 부재(15)와, 상기 팽창 부재(15)를 통과한 냉매가 실외 공기와 열교환되도록 하는 실외 열교환기(14)와, 상기 실외 열교환기를 통과한 공기가 기체와 액체로 분리되도록 하는 기액 분리기(17)가 포함된다.

상세히, 상기 압축기(11)의 출구측에는 제 1 사방 밸브(12)가 제공되어, 압축기(11)를 통과한 냉매가 난방 과정에서는 실내 열교환기로 유입되고, 냉방 과정에서는 실외 열교환기(14)로 유입되도록 한다.

또한, 상기 실외 열교환기(14)의 입구가 전환되도록 하는 제 2 사방 밸브(13)가 구비되어, 냉방 운전과 난방 운전 및 제상 운전에 따라 실외 열교환기(14) 입구가 적절하게 결정되도록 한다.

상세히, 상기 제 2 사방 밸브(13)의 전환에 따라 난방 및 제상 운전 과정에서는 냉매가 실외 열교환기(14)의 하측에서 상측으로 흐르도록 제어되고, 냉방 운전 과정에서는 냉매가 실외 열교환기(14)의 상측에서 하측으로 흐르도록 제어된다.

더욱 상세히, 난방 운전 과정에서는 도시된 바와 같이 팽창 부재(15)를 통과한 냉매가 실외 열교환기(14)의 하부에서 상부로 흐르도록 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 실외 열교환기(14)로 유입되는 냉매는 실외 공기로부터 열을 전달받아 기화되므로, 냉매가 상승하도록 하는 것이 냉매의 유동 저항이 최소화되기 때문이다.

도 2는 본 발명의 사상에 따른 공기 조화 시스템의 냉동 운전 과정을 보여주는 시스템도이다.

도 2를 참조하면, 상기 제 1 사방 밸브(12)의 전환에 의하여 압축기(11) 출구의 냉매는 상기 실외 열교환기(14) 쪽으로 흐르게 된다.

상세히, 상기 제 1 사방 밸브(12)를 통과하는 냉매는 제 2 사방 밸브(13)의 전환에 의하여 상기 실외 열교환기(14)의 상측으로 유입된다.

여기서, 냉방 운전시 냉매가 실외 열교환기(14)의 상측으로 유입되도록 하는 것은, 상기 실외 열교환기(14)로 유입되는 냉매는 실외 공기에 의하여 열을 빼앗겨 액체 상태로 응축되기 때문이다. 즉, 응축되는 액상 냉매는 중력에 의하여 낙하되므로, 압축기(11)를 통과한 기상의 냉매는 실외 열교환기(14)의 상측으로 유입되어, 하강하면서 응축되도록 하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 사상에 따른 공기 조화 시스템의 제상 운전 과정을 보여주 는 시스템도이다.

도 3을 참조하면, 난방 운전 과정에서 실외 열교환기(14)의 표면이 착상되어 제상 운전이 수행되어야 하는 경우, 냉방 운전 모드로 전환된다.

여기서, 상기 제 1 사방 밸브(12)의 전환에 의하여 냉방 운전 모드로 전환될 때, 상기 제 2 사방 밸브(13)는 난방 운전 상태와 동일한 상태를 유지하도록 한다.

따라서, 제상 운전이 시작되면, 냉방 운전 모드와 같이 압축기 출구의 냉매는 실외 열교환기(14)로 유입된다. 그러나, 상기 제 2 사방 밸브(13)의 작동에 의하여, 냉매는 실외 열교환기(14)의 하측으로 유입되는 것에 있어서 냉방 운전과 차이가 있다. 즉, 제 1 사방 밸브(12)는 냉방 운전시와 동일한 상태이고, 제 2 사방 밸브(13)는 난방 운전시와 동일한 상태로 유지된다.

여기서, 제상 운전 과정에서 냉매가 실외 열교환기(14)의 하측으로 유입되도록 하는 것은, 제상 운전이 수행되면 상기 실외 열교환기(14)의 상측에서 녹아 내리는 물이 실외 열교환기(14) 표면을 따라 하강하면서 재결빙되는 문제를 제거하기 위함이다.

다시 말하면, 종래와 같이, 제상 운전시 냉매가 실외 열교환기(14)의 상측으로 유입되는 경우, 실외 열교환기(14) 출구로 갈수록 냉매의 온도가 낮아지므로, 실외 열교환기(14) 하측에 누적 결빙된 얼음이 완전히 녹지 않는 문제가 발생한다.

따라서, 제상 운전 과정에서 냉매가 실외 열교환기(14)의 하측으로부터 유입되면, 고온 고압의 냉매가 실외 열교환기(14) 하측에 누적된 얼음을 완전히 녹이면서 상승하게 된다. 그리고, 실외 열교환기(14) 하측의 냉매 온도가 고온 고압이므 로, 실외 열교환기(14) 상측에서 녹아 흘러내린 물이 상기 실외 열교환기(14) 하측에서 재결빙되는 현상이 발생하지 않게 된다.

상기와 같이, 두 개의 사방 밸브가 제공되어, 제상 운전 과정에서 고온 고압의 냉매가 실외 열교환기(14)의 하측으로 유입되도록 함으로써, 누적 결빙 문제가 효과적으로 해결되는 장점이 있다.

상기된 바와 같은 구성을 이루는 본 발명에 따른 공기 조화 시스템에 의하여, 제상 운전을 위한 냉방 시스템이 작동하더라도, 실외 열교환기의 입구는 변하지 않도록 하여, 실외 열교환기 하측이 누적 결빙되는 현상이 방지되는 효과가 있다.

상세히, 압축기를 통과한 냉매가 실외 열교환기의 하측으로 유입되어 상측으로 토출되도록 냉매의 흐름을 제어함으로써, 제상 과정에서 흘러내리는 수분이 외기 온도에 의하여 실외 열교환기 하단에서 재결빙되는 현상이 제거된다.

따라서, 실외 열교환기 표면에 형성된 성에 및 누적 결빙이 신속하게 제거되어, 난방으로의 전환에 걸리는 시간이 단축되고, 이로 인하여 난방 효율의 저하를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 압축기, 실내 열교환기, 실외 열교환기, 팽창부재가 포함되는 공기 조화 시스템에 있어서,

   제상 운전 및 냉방 운전시 압축기에서 토출된 냉매가 상기 실외 열교환기 쪽으로 흐르게 하는 제 1 사방밸브; 및

   제상 운전시 상기 실외 열교환기의 하측으로 냉매가 유입되도록 하고, 냉방 운전시 상기 실외 열교환기의 상측으로 냉매가 유입되도록 하는 제2사방밸브가 포함되는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   난방 운전 과정에서, 상기 제 1 사방 밸브에 의하여 압축기를 통과한 냉매는 상기 실내 열교환기 쪽으로 흐르고,

   상기 제 2 사방 밸브에 의하여 팽창 부재를 통과한 냉매가 상기 실외 열교환기의 하측으로 유입되는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.

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