KR100814241B1 - 공기조화기의 냉동싸이클 - Google Patents

공기조화기의 냉동싸이클 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기조화기의 냉동싸이클에 관한 것으로서, 저온 저압의 기체 냉매를 흡입하여 고온 고압의 기체 냉매로 압축하는 압축기(110)와, 상기 압축기(110)로부터 토출되는 고온 고압의 기체 냉매가 제1전환밸브(121)를 거쳐 유입되어 외부로 열을 방출하면서 기체 냉매가 액체 냉매로 응축시키는 제1응축기(120)와, 상기 제1응축기(120)에서 열교환되어 유출되는 중온 고압의 액체 냉매는 제2전환밸브(131) 및 제3전환밸브(132)를 거쳐 상기 제1응축기(120)에서 액화한 액체 냉매를 일시적으로 저장하는 수액기(130)와, 상기 수액기(130)의 일측에 연결되어 기체 냉매 속에 포함된 수분을 없애주는 드라이어(140)와, 상기 드라이어(140)에서 유출되는 중온 고압의 액체 냉매를 제4전환밸브(151)를 거쳐 흐르도록 하고 이 액체 냉매를 감압하는 제1팽창밸브(150)와, 상기 제1팽창밸브(150)에서 감압되면서 실온에서 증발이 일어나도록 하는 제1증발기(160)로 이루어지고; 상기 제1전환밸브(121)가 작동하여 압축기(110)에서 토출되는 냉매의 흐름을 상기 제2전환밸브(131)를 통과하도록 하여서 기체 냉매를 액체 냉매로 응축시키도록 냉동상자(200) 내에 설치된 제2응축기(170)와, 상기 제2응축기(170)에서 열교환되어 유출되는 중온 고압의 액체 냉매는 제3전환밸브(132), 수액기(130) 및 드라이어(140)를 거쳐 제4전환밸브(151)를 거쳐 흐르도록 하고, 이 액체 냉매를 감압하는 제2팽창밸브(180)와, 상기 제2팽창밸브(180)에서 감압되면서 실온에서 증발이 일어나도록 상기 냉동상자(200) 내에 설치된 제2 및 제3증발기(190, 191)를 더 포함하여 이루어 진 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명은 하나의 공기조화기의 실내기에 냉동상자를 구비하여 이 냉동상자에 응축기와 증발기를 구비하여서 냉방 효율을 증대시킨 효과적인 발명이다.

Description

공기조화기의 냉동싸이클{Refrigeration cycle of air conditioner}
도1은 종래의 분리형 냉난방 공기조화기의 사이클 구성도,
도2는 종래의 공기조화기의 설치 상태를 도시한 사시도,
도3은 본 발명의 공기조화기의 싸이클에서 일반적인 냉방시 작동되는 냉동싸이클을 도시한 구성도,
도4는 본 발명의 공기조화기의 싸이클에서 강 냉방시 작동되는 냉동싸이클을 도시한 구성도,
도5는 본 발명의 공기조화기의 냉동상자를 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 압축기 120 : 제1응축기
121 : 제1전환밸브 130 : 수액기
131, 132 : 제2, 제2전환밸브 140 : 드라이어
150 : 제1팽창밸브 151 : 제4전환밸브
160 : 제1증발기 170 : 제2응축기
180 : 제2팽창밸브 190, 191 : 제2 및 제3증발기
200 : 냉동상자
본 발명은 하나의 공기조화기의 실내기에 냉동상자를 구비하여 이 냉동상자에 응축기와 증발기를 구비하여서 냉방 효율을 증대시킨 공기조화기의 냉동싸이클에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 실내측 유니트와 실외측 유니트가 일체로 구성된 일체형 공기조화기와 실내기와 실외기가 분리 구성되고 별도의 연결배관에 의해 연결된 분리형 공기조화기로 대별된다. 또한 공기조화기는 냉방만을 수행하는 공기조화기와 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 냉, 난방 공기조화기로 대별된다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 종래의 분리형 냉난방 공기조화기의 사이클 구성도를 보면, 압축기(1)와 실외측 열교환기(2), 감압기(3), 그리고 실내측 열교환기(4)가 냉매관에 의해 폐회로를 이루도록 차례로 연결된다. 압축기(1)와 실외측 열교환기 및 실내측 열교환기 사이에는 냉매유동방향을 제어하기 위한 전환밸브(5)가 설치되고, 실외측 열교환기(2)와 실내측 열교환기(4)의 사이에 배치되는 감압기(3)는 제1모세관(3a)과 제2모세관(3b)으로 구성되고 제2모세관(3b)과 병렬로 체크밸브(6)가 설치된다. 여기서 압축기(1)와 실외측 열교환기(2), 감압기(3), 전환밸브(5), 그리고 체크밸브(6)는 실외기(10)를 구성하고, 실내측 열교환기(4)는 실내기(20)를 구성한다. 물론 공기의 강제순환을 위해 실외측 열교환기(2)와 실내측 열교환기(4)에 인접하여 실외팬(미도시)과 실내팬(미도시)이 각각 설치된다.
실내기(20)와 실외기(10)는 2개의 연결배관(7)에 의해 연결된다. 이를 위해 실내기(20)와 실외기(10)에는 각각 2개씩 배관연결부(8)가 마련되고 실외기(10)에는 서비스밸브(9)가 설치된다. 한편 이러한 종래의 분리형 공기조화기에서는 냉매로서 프레온 가스를 사용하므로 실내기와 실외기를 연결하는 연결배관(7)으로 동관을 사용하고, 이 연결배관(7)에도 냉매가 흐르도록 구성된다.
이와 같이 구성된 종래 분리형 냉난방 공기조화기에서의 냉, 난방과정을 설명하면 다음과 같다. 냉방시에는, 실선 화살표로 나타낸 바와 같이, 압축기(1)에서 고압으로 압축된 냉매가스가 전환밸브(5)에 의해 제어되어 실외측 열교환기(2)를 지나면서 응축되고, 제1모세관(3a)과 체크밸브(6)를 지나면서 감압되고, 실내측 열교환기(4)를 지나면서 증발되어 가스 상태로 다시 전환밸브(5)를 거쳐 압축기(1)에 흡입되어 사이클을 구성한다. 이때 실내측 열교환기(4)에서 증발되는 냉매가 주위의 열을 흡수함으로써 냉기를 생성하고 이 냉기가 실내팬에 의해 실내(조화공간)으로 토출됨으로써 냉방이 이루어진다.
난방시에는, 점선 화살표로 나타낸 바와 같이, 압축기(1)에서 고온고압으로 압축된 냉매가스가 전환밸브(5)에 의해 그 유동방향이 전환되어 실내측 열교환기(4)를 지나면서 응축되고, 제2모세관(3b)과 제1모세관(3a)을 차례로 지나면서 감압되고, 실외측 열교환기(2)를 지나면서 증발되어 가스 상태로 다시 전환밸브(5)를 거쳐 압축기(1)에 흡입되어 사이클을 구성한다. 이때 실내측 열교환기(4)에서 응축되는 냉매의 방열에 의해 온기가 생성되고 이 온기는 실내팬의 의해 실내(조화공간)를 토출됨으로써 난방이 수행된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 공기조화기는 실내기와 실외기를 별도로 설치하여 이동 설치시 번거로움이 있었고, 실외기의 부품인 압축기 및 응축기 등의 부품을 하나의 실내기에 내설하여서 제작한 일체형 공기조화기의 경우, 냉방 효율이 저하되어 압축기의 가동시간이 늘어남으로써, 소음이 심하여 쾌적한 냉방이 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 하나의 공기조화기의 실내기에 냉동상자를 구비하여 이 냉동상자에 응축기와 증발기를 구비하여서 냉방 효율을 증대시킨 공기조화기의 냉동싸이클을 제공하는 데 있다.
따라서, 상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 공기조화기의 냉동싸이클은, 저온 저압의 기체 냉매를 흡입하여 고온 고압의 기체 냉매로 압축하는 압축기(110)와, 상기 압축기(110)로부터 토출되는 고온 고압의 기체 냉매가 제1전환밸브(121)를 거쳐 유입되어 외부로 열을 방출하면서 기체 냉매가 액체 냉매로 응축시키는 제1응축기(120)와, 상기 제1응축기(120)에서 열교환되어 유출되는 중온 고압의 액체 냉매는 제2전환밸브(131) 및 제3전환밸브(132)를 거쳐 상기 제1응축기(120)에서 액화한 액체 냉매를 일시적으로 저장하는 수액기(130)와, 상기 수액기(130)의 일측에 연결되어 기체 냉매 속에 포함된 수분을 없애주는 드라이어(140)와, 상기 드라이어(140)에서 유출되는 중온 고압의 액체 냉매를 제4전환밸브(151)를 거쳐 흐르도록 하고 이 액체 냉매를 감압하는 제1팽창밸브(150)와, 상기 제1팽 창밸브(150)에서 감압되면서 실온에서 증발이 일어나도록 하는 제1증발기(160)로 이루어지고, 상기 제1전환밸브(121)가 작동하여 압축기(110)에서 토출되는 냉매의 흐름을 상기 제2전환밸브(131)를 통과하도록 하여서 기체 냉매를 액체 냉매로 응축시키도록 냉동상자(200) 내에 설치된 제2응축기(170)와, 상기 제2응축기(170)에서 열교환되어 유출되는 중온 고압의 액체 냉매는 제3전환밸브(132), 수액기(130) 및 드라이어(140)를 거쳐 제4전환밸브(151)를 거쳐 흐르도록 하고, 이 액체 냉매를 감압하는 제2팽창밸브(180)와, 상기 제2팽창밸브(180)에서 감압되면서 실온에서 증발이 일어나도록 상기 냉동상자(200) 내에 설치된 제2 및 제3증발기(190, 191)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 공기조화기의 싸이클에서 일반적인 냉방시 작동되는 냉동싸이클을 도시한 구성도이고, 도4는 본 발명의 공기조화기의 싸이클에서 강 냉방시 작동되는 냉동싸이클을 도시한 구성도이며, 도5는 본 발명의 공기조화기의 냉동상자를 도시한 단면도이다.
도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 공기조화기의 냉동싸이클은, 저온 저압의 기체 냉매를 흡입하여 고온 고압의 기체 냉매로 압축하는 압축기(110)와, 상기 압축기(110)로부터 토출되는 고온 고압의 기체 냉매가 제1전환밸브(121)를 거쳐 유입되어 외부로 열을 방출하면서 기체 냉매가 액체 냉매로 응축시키는 제1응축기(120)와, 상기 제1응축기(120)에서 열교환되어 유출되는 중온 고압 의 액체 냉매는 제2전환밸브(131) 및 제3전환밸브(132)를 거쳐 상기 제1응축기(120)에서 액화한 액체 냉매를 일시적으로 저장하는 수액기(130)와, 상기 수액기(130)의 일측에 연결되어 기체 냉매 속에 포함된 수분을 없애주는 드라이어(140)와, 상기 드라이어(140)에서 유출되는 중온 고압의 액체 냉매를 제4전환밸브(151)를 거쳐 흐르도록 하고 이 액체 냉매를 감압하는 제1팽창밸브(150)와, 상기 제1팽창밸브(150)에서 감압되면서 실온에서 증발이 일어나도록 하는 제1증발기(160)로 이루어진다.
도4에 도시된 바와 같이, 상기 제1전환밸브(121)가 작동하여 압축기(110)에서 토출되는 냉매의 흐름을 상기 제2전환밸브(131)를 통과하도록 하여서 기체 냉매를 액체 냉매로 응축시키도록 냉동상자(200) 내에 설치된 제2응축기(170)와, 상기 제2응축기(170)에서 열교환되어 유출되는 중온 고압의 액체 냉매는 제3전환밸브(132), 수액기(130) 및 드라이어(140)를 거쳐 제4전환밸브(151)를 거쳐 흐르도록 하고, 이 액체 냉매를 감압하는 제2팽창밸브(180)와, 상기 제2팽창밸브(180)에서 감압되면서 실온에서 증발이 일어나도록 상기 냉동상자(200) 내에 설치된 제2 및 제3증발기(190, 191)를 더 포함하여 이루어진다.
상기 냉동상자(200)는 도5에 도시된 바와 같이, 그 내부에 있는 제2응축기(170)와 제2 및 제3증발기(190, 191)에 열전달이 잘되도록 액체가 충진된 단열상자이다. 부호 201, 202는 액체를 충진하고 배출하는 입구 및 출구이다.
미설명부호 210은 냉매의 흐름이 역류하는 것을 방지하는 체크밸브이다.
다음에 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 공기조화기의 냉동싸이클의 작동 을 설명하면, 먼저, 일반적인 냉방시 도3에 도시된 바와 같이, 점선화살표 방향으로 냉매가 흐르게 되는 바, 압축기(110)에서 저온 저압의 기체 냉매를 흡입하여 고온 고압의 기체 냉매로 압축하게 되고, 이 압축된 기체 냉매는 제1전환밸브(121)를 거쳐 제1응축기(120)로 유입되고, 이 제1응축기(120)에서 외부로 열을 방출하면서 기체 냉매가 액체 냉매로 응축시키면서, 열교환한다. 상기 제1응축기(120)에서 열교환되어 유출되는 중온 고압의 액체 냉매는 제2전환밸브(131) 및 제3전환밸브(132)를 거쳐 상기 제1응축기(120)에서 액화한 액체 냉매가 수액기(130)에 일시 저장되고, 상기 수액기(130) 내의 기체 냉매 속에 포함된 수분을 드라이어(140)에서 없애주며, 상기 드라이어(140)에서 유출되는 중온 고압의 액체 냉매를 제4전환밸브(151)를 거쳐 흐르도록 하고 이 액체 냉매는 제1팽창밸브(150)에서 감압되어 제1증발기(160)로 유입되면서 실온에서 증발이 일어나 차가운 공기를 방출하게 된다. 이 차가운 공기는 실내를 냉방시키게 되는 것이다.
도4에 도시된 바와 같이, 강한 냉방을 위하여 상기 제1전환밸브(121)를 작동시키면, 상기 압축기(110)에서 토출되는 냉매의 흐름을 상기 제2전환밸브(131)를 통과하도록 하여서 기체 냉매를 액체 냉매로 냉동상자(200) 내에 설치된 제2응축기(170)에서 응축되면서 열교환되고, 상기 제2응축기(170)에서 열교환되어 유출되는 중온 고압의 액체 냉매는 제3전환밸브(132), 수액기(130) 및 드라이어(140)를 거쳐 제4전환밸브(151)를 거쳐 흐르도록 하고, 이 액체 냉매를 제2팽창밸브(180)에서 감압되어 상기 냉동상자(200) 내의 제2 및 제3증발기(190, 191)로 유입되면서 실온에서 증발이 일어나 차가운 공기를 방출하게 된다. 이 차가운 공기는 실내를 강한 냉방시키게 되는 것이다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 공기조화기의 냉동싸이클에 의하면, 하나의 공기조화기의 실내기에 냉동상자를 구비하여 이 냉동상자에 응축기와 증발기를 구비하여서 냉방 효율을 증대시킨 효과적인 발명이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 공기조화기의 냉동싸이클은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (2)

  1. 저온 저압의 기체 냉매를 흡입하여 고온 고압의 기체 냉매로 압축하는 압축기(110)와;
    상기 압축기(110)로부터 토출되는 고온 고압의 기체 냉매가 제1전환밸브(121)를 거쳐 유입되어 외부로 열을 방출하면서 기체 냉매가 액체 냉매로 응축시키는 제1응축기(120)와;
    상기 제1응축기(120)에서 열교환되어 유출되는 중온 고압의 액체 냉매는 제2전환밸브(131) 및 제3전환밸브(132)를 거쳐 상기 제1응축기(120)에서 액화한 액체 냉매를 일시적으로 저장하는 수액기(130)와;
    상기 수액기(130)의 일측에 연결되어 기체 냉매 속에 포함된 수분을 없애주는 드라이어(140)와;
    상기 드라이어(140)에서 유출되는 중온 고압의 액체 냉매를 제4전환밸브(151)를 거쳐 흐르도록 하고 이 액체 냉매를 감압하는 제1팽창밸브(150)와;
    상기 제1팽창밸브(150)에서 감압되면서 실온에서 증발이 일어나도록 하는 제1증발기(160)로 이루어지고;
    상기 제1전환밸브(121)가 작동하여 압축기(110)에서 토출되는 냉매의 흐름을 상기 제2전환밸브(131)를 통과하도록 하여서 기체 냉매를 액체 냉매로 응축시키도록 냉동상자(200) 내에 설치된 제2응축기(170)와;
    상기 제2응축기(170)에서 열교환되어 유출되는 중온 고압의 액체 냉매는 제3 전환밸브(132), 수액기(130) 및 드라이어(140)를 거쳐 제4전환밸브(151)를 거쳐 흐르도록 하고, 이 액체 냉매를 감압하는 제2팽창밸브(180)와;
    상기 제2팽창밸브(180)에서 감압되면서 실온에서 증발이 일어나도록 상기 냉동상자(200) 내에 설치된 제2 및 제3증발기(190, 191)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉동싸이클.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉동상자(200)는 그 내부에 있는 제2응축기(170)와 제2 및 제3증발기(190, 191)에 열전달이 잘되도록 액체가 충진된 단열상자인 것을 특징으로 하는 공기조화가의 냉동싸이클.
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