KR100919610B1 - 무성에 냉난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무성에 냉난방장치에 관한 것으로, 난방시에 열교환기로부터 유출되는 저온고압의 냉매에 포함된 잔열을 이용하여 팽창변과 증발기 사이에 설치된 관로를 가열한 후 팽창변에 냉매를 유입시키도록 함으로써 증발기쪽에 유입되는 냉매의 온도를 높여 성애가 근본적으로 발생하지 않도록 하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기; 상기 압축기로부터 유입되는 냉매를 열교환기 또는 증발기쪽으로 선택적으로 공급하는 제1전자사방변; 상기 제1전자사방변을 통해 공급되는 냉매를 열교환하여 실내를 난방하는 열교환기; 상기 열교환기로부터 공급되는 냉매를 유입받아 그 냉매의 잔열에 의해 팽창변으로부터 냉매를 유출시키는 관로를 가열하여 냉매에 가온을 행하는 가온기; 상기 가온기로부터 유출되는 냉매를 유입받아 단열팽창하는 팽창변; 상기 팽창변으로부터 유출되는 가온된 냉매를 증발시킨 후 상기 제1전자사방변을 통해 압축기로 유입시키는 증발기;로 구성된다.

Description

무성에 냉난방장치{Forst Free Airconditioner}

본 발명은 무성에 냉난방장치에 관한 것으로, 특히 난방시에 증발기 쪽에 발생하는 성에를 근본적으로 차단하도록 한 냉난방장치에 관한 것이다.

일반적으로 히트 펌프를 이용한 냉난방장치는 하나의 장치에서 선택적으로 냉방 싸이클과 난방 싸이클을 운전하여 냉방 및 난방을 할 수 있도록 하는데, 이러한 종래의 냉난방장치는 도3에 도시한 바와 같이, 압축기(1), 전자사방변(3), 열교환기(5), 팽창변(7), 증발기(9)로 구성되어 있다.

난방 운전 과정을 설명하면, 압축기(1)에 의해 압축된 고온고압의 액체상태 냉매는 전자사방변(3)을 통해 열교환기(5)로 유입되어 열교환에 의해 실내에 난방을 행한 다음 저온고압의 상태가 되고, 이러한 저온고압의 냉매는 팽창변(7)으로 유입되어 팽창됨으로써 저온저압의 상태가 된다.

이러한 저온저압의 냉매는 증발기(9)에서 증발되어 기화되고, 이때 증발되어 기체 상태의 냉매는 고온저압 상태가 되어 다시 전자사방변(3)을 통해 압축기(1)로 유입됨으로써 난방 싸이클을 이룬다.

냉방 운전의 경우 난방 싸이클의 역 싸이클이 되는데, 압축기(1)에 의해 압축된 고온고압의 냉매는 전자사방변(3)을 통해 증발기(9)로 유입되어 응축되고, 이러한 응축된 냉매는 팽창변(7)에서 단열팽창하여 저온저압의 냉매가 된다.

팽창변(7)에서 응축된 냉매는 열교환기(5)에서 열을 흡수함으로써 실내를 냉방하게 되고, 이로인해 저온의 냉매는 전자사방변(3)을 통해 압축기(1)로 유입되어 다시 고온고압의 냉매로 압축된다.

그런데, 이와같은 난방 싸이클의 경우에는 팽창변(7)에 의해 단열팽창한 저온저압 냉매가 증발기(9)로 유입되어 증발되는 과정에서 증발기(9)에 성에가 필연적으로 발생하게 되고, 이러한 성에는 냉방 효율을 저하시키게 되므로, 이를 주기적으로 제거하여 주어야 한다.

이를 위해 난방 싸이클을 멈추고, 냉방 싸이클을 운전함으로써 증발기(9)의 성에를 녹이게 되며, 이후 다시 난방 싸이클을 운전하는 과정을 반복하게 된다.

이러한 성에 제거 과정은 성에를 제거하기 위해 난방 사이클의 운전을 멈춤으로써 지속적인 난방이 이루어지지 않을 뿐만 아니라 냉방 싸이클의 운전에 의해 난방 효율이 급격히 떨어지는 문제점을 안고 있다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 발명은, 열교환기로부터 유출되는 저온고압의 냉매에 포함된 잔열을 이용하여 팽창변과 증발기 사이에 설치된 관로를 가열한 후 팽창변에 냉매를 유입시키도록 함으로써 증발기쪽에 유입되는 냉매의 온도를 높여 성에가 근본적으로 발생하지 않도록 하는 냉난방장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 냉난방장치는

냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기;

상기 압축기로부터 유입되는 냉매를 열교환기 또는 증발기쪽으로 선택적으로 공급하는 제1전자사방변;

상기 제1전자사방변을 통해 공급되는 냉매를 열교환하여 실내를 난방하는 열교환기;

상기 열교환기로부터 공급되는 냉매를 유입받아 그 냉매의 잔열에 의해 팽창변으로부터 냉매를 유출시키는 관로를 가열하여 냉매에 가온을 행하는 가온기;

상기 가온기로부터 유출되는 냉매를 유입받아 단열팽창하는 팽창변;

상기 팽창변으로부터 유출되는 가온된 냉매를 증발시킨 후 상기 제1전자사방변을 통해 압축기로 유입시키는 증발기;로 구성된다.

또한, 상기 가온기는,

통체로 되고, 그 통체의 일측으로 열교환기와 연결되는 관로가 접속되고, 타측으로는 팽창변과 연결되는 관로가 접속되어 열교환기로부터 유출되는 냉매를 수용한 다음 유출시키도록 하며, 팽창변으로부터 냉매가 유출되는 관로가 통체의 내측을 관통하여 증발기와 연결되도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 난방시에 증발기로 유입되는 냉매를 열교환기의 잔열에 의해 가온함으로써 증발기에 성에가 발생하는 것을 근본적으로 차단하여 종래와 같이 성에를 제거하기 위한 동작이 필요치 않으며, 이로인해 난방운전이 멈추는 경우가 발생하지 않는다.

따라서 난방 효율이 증가되는 효과가 있다.

도1은 본 발명에 의한 냉난방장치의 구성을 보인 도.

도2는 가온기의 구구조를 보인 도.

도3은 종래의 냉난방장치의 구조를 보인 도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 압축기 110 : 제1전자사방변

120 : 제1관로 200 : 열교환기

210 : 제2관로 300 : 가온기

400 : 팽창변 410 : 제4관로

500 : 제2전자사방변 510 : 제5관로

600 : 증발기 610 : 제6관로

이러한 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 의한 냉난방장치의 구성을 보인 도이고, 도2는 가온기의 구조를 보인 도이다.

먼저, 난방 운전의 기본적인 동작은 종래와 동일하는데, 도1에 도시한 바와같이 컨트롤러(700)에 의해 제1전자사방변(110)이 열교환기(200)쪽으로 절체되면, 압축기(100)에서 발생된 고온고압의 냉매가 제1관로(120)를 통해 열교환기(200)쪽으로 유입된다.

고온고압의 냉매는 열교환기(200)로 유입되어 열교환함으로써 실내를 난방하게 되고, 열교환된 냉매는 저온고압의 상태가 되어 제2관로(210)를 통해 유출되어 가온기(300)로 유입된다.

상기 가온기(300)는 도2에 도시한 바와 같이 통체로 되고, 그 통체의 일측으로 제2관로(210)가 접속되며, 타측으로는 팽창변(400)과 연결되는 제3관로(310)가 접속된다.

또한, 내측으로는 팽창변(400)으로부터 냉매가 유출되는 제5관로(510)가 관통되도록 구성된다.

따라서, 열교환기(200)로부터 유출되는 저온고압의 냉매가 가온기(300)의 내부로 유입되어 일시 수용되는데, 이때 냉매는 열교환기(200)에 의해 열교환 후 30∼35℃ 정도의 잔열을 함유하고 있기 때문에, 이 잔열에 의해 제5관로(510)를 가열함으로써 팽창변(400)으로부터 유출되는 냉매에 가온을 하게 되는 것이다.

가온기(300)로부터 제3관로(310)를 통해 유출되는 냉매는 팽창변(400)으로 유입되어 단열팽창함으로써 저온저압의 상태가 되고, 제2전자사방변(500)으로 제4관로(410)를 통해 유입된다.

이때, 제2전자사방변(500)은 컨트롤러(700)에 의해 배출구(501)쪽으로 절체되어 있으므로, 팽창변(400)으로부터 유출되는 냉매를 제5관로(510)로 유출시키며, 제5관로(510)는 가온기(300)를 관통하여 증발기(600)와 연결되어 있으므로, 냉매를 증발기(600)로 유입시켜 증발시키게 된다.

이때, 증발기(600)로 유입되는 냉매는 가온기(300)에 의해 온도가 높여진 상태이므로 증발기(600)에서 성에가 근본적으로 발생하지 않게 된다.

증발기(600)에 의해 고온저압상태의 냉매는 제6관로(610)를 통해 다시 전자사방변(110))을 유입되어 압축기(100)로 제공됨으로써 난방 운전을 하게 되는 것이다.

냉방 운전의 경우, 압축기(100)에 의해 압축된 고온고압의 냉매는 전자사방변(110)의 절체에 의해 제6관로(610)를 통해 증발기(600)로 유입되어 응축되고, 이러한 응축된 냉매는 증발기(600)와 팽창변(400)을 바로 연결시키는 바이패스관로인 제7관로(620)를 통해 제2전자사방변(500)의 유입구(502)로 유입되어 제4관로(410)를 통해 팽창변(400)으로 유입된다.

이때, 팽창변(400)으로 유입되는 관로가 가온기(300)를 거치지 않고 곧바로 팽창변(400)과 연결됨으로써 가온기(300)를 통해 열교환기(200)로 유입되는 냉매에 가온을 행하지 않도록 함으로서 냉방 효율을 높이는 효과를 가져온다.

팽창변(400)에서 단열팽창된 저온저압의 냉매는 제3관로(310)를 통해 가온기(300)를 거쳐 열교환기(200)로 유입되는데, 이때 가온기(300)의 내부를 관통하는 제5관로(510)에는 냉매가 들어있지 않으므로 팽창변(400)에서 유출되는 냉매에 가온이 행해지지 않는다.

팽창변(400)에서 응축된 냉매는 열교환기(200)에서 열을 흡수하여 증발함으로써 실내의 냉방이 행해지고, 이렇게 저온의 기체로 된 냉매는 전자사방변(110)을 통해 압축기(100)로 유입되어 다시 고온고압의 냉매로 압축된다.

결국, 본 발명은 난방 운전시에는 증발기(600)로 유입되는 냉매를 가온기(300)에 의해 가온하여 성에가 발생하지 않도록 하며, 반대로 냉방 운전시에는 가온기(300)를 거치지 않고 바이패스시켜 냉방 효율을 저하시키지 않도록 하는 구조를 갖는 것이다.

Claims (3)

1. 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기;

   상기 압축기로부터 유입되는 냉매를 열교환기 또는 증발기쪽으로 선택적으로 공급하는 제1전자사방변;

   상기 제1전자사방변을 통해 공급되는 냉매를 열교환하여 실내를 난방하는 열교환기;

   상기 열교환기로부터 공급되는 냉매를 유입받아 그 냉매의 잔열에 의해 팽창변으로부터 냉매를 유출시키는 관로를 가열하여 냉매에 가온을 행하는 가온기;

   상기 가온기로부터 유출되는 냉매를 유입받아 단열팽창하는 팽창변;

   상기 팽창변으로부터 유출되는 가온된 냉매를 증발시킨 후 상기 제1전자사방변을 통해 압축기로 유입시키는 증발기;로 구성된 것을 특징으로 하는 무성에 냉난방장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 가온기는,

   통체로 되고, 그 통체의 일측으로 열교환기와 연결되는 관로가 접속되고, 타측으로는 팽창변과 연결되는 관로가 접속되어 열교환기로부터 유출되는 냉매를 수용한 다음 유출시키도록 하며, 팽창변으로부터 냉매가 유출되는 관로가 통체의 내측을 관통하여 증발기와 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 무성에 냉난방장치.
3. 난방시 압축기, 열교환기, 팽창변, 증발기로 구성된 싸이클을 운전하며, 냉방시 증발기, 팽창변, 열교환기, 압축기로 구성된 싸이클을 운전하는 냉난방장치에 있어서,

   상기 팽창변과 증발기의 관로상에는

   통체로 되고, 그 통체의 일측으로 상기 열교환기와 연결되는 관로가 접속되고, 타측으로는 팽창변과 연결되는 관로가 접속되며, 내측으로는 팽창변으로부터 증발기쪽으로 냉매를 유출하는 관로가 관통되도록 설치되어 열교환기로부터 유출되는 냉매의 잔열에 의해 팽창변으로부터 냉매를 유출시키는 관로를 가열하여 냉매에 가온을 행하는 가온기가 설치되며,

   상기 팽창변과 증발기의 관로상에 설치되며, 상기 가온기를 바이패스시키도록 관로가 설치됨과 아울러 그 바이패스 관로상에 제2전자사방변이 설치되되, 상기 제2전자사방변은 난방 운전시 팽창변의 유출관로를 가온기쪽으로 연결하고, 냉방 운전시 가온기를 바이패스시켜 증발기와 팽창변을 직접 연결하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무성에 냉난방장치.