KR100970864B1 - 에어컨에 장착되는 냉난방장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에어컨에 장착되는 냉난방장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에어컨에 장착되는 냉난방장치에 있어서, 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기와, 냉매와 열교환 작용을 하는 실내 및 실외 열교환기와, 냉매의 방향 전환을 가능케 하는 사방밸브와, 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 제 1, 2팽창관과, 냉난방시 잔류열을 교환하는 냉매 가열기 및 잔류 열교환기와, 냉매의 유동방향을 단속하는 체크밸브로 구성되어, 냉방 전용으로 사용되는 에어컨을 냉, 난방에 모두 사용될 수 있도록 한 에어컨에 장착되는 냉난방장치에 관한 것이다.
냉방, 난방, 에어컨, 냉매, 열교환기, 압축기, 사방밸브, 냉매 가열기, 체크밸브

Description

에어컨에 장착되는 냉난방장치{Cooling and Heating Apparatus fixed Air Conditioner}
본 발명은 냉방 전용인 에어컨을 냉방 및 난방에 모두 사용할 수 있도록 한 냉난방장치에 관한 것이다.
인간은 누구나 쾌적한 실내 환경에서 생활하길 원한다. 이를 위해 여름에는 냉방기를 사용하여 실내 온도를 쾌적하게 조성하고, 겨울에는 실내의 온도를 올리기 위해 전기나 화석 연료를 이용하여 적절한 실내 온도를 유지하고 있다.
그러나 화석연료인 석유나 가스는 고유가로 인해 많은 비용을 요하고, 화재의 위험과 산소 결핍 등으로 인해 공기가 탁해지는 문제점이 있으며, 순수 전기 에너지에 의한 난방 방식은 다량의 전기소비로 인해 전기증설의 문제가 대두되고 운영상에도 비용상승이 문제가 발생한다.
상기와 같은 문제로 인해 근래 들어 상대적으로 저에너지를 소비하면서 고효율의 난방을 실현할 수 있는 히트펌프식 냉·난방기가 여러 제조업체에서 완제품으로 출시되고 있으나 기기가 상대적으로 고가이고 이미 냉방기를 구비한 곳은 이를 전면교체할 시 막대한 비용의 지출이 발생한다.
이에, 냉방기가 이미 구비된 상태라도, 기기의 전면교체를 하지 않고도 난방장치를 기존 에어컨에 장착하여 저에너지 소비 고효율의 난방을 할 수 있도록 하는 기술의 발명이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
도 1은 일반적인 냉방전용 사이클을 나타낸 사시도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이, 기존의 냉방전용 사이클의 경우, 상기 압축기에서 토출된 고온 고압의 기체 냉매는 상기 실외기에서 응축되어 중온중압의 액냉매로 상기 변화되어 상기 팽창관에서 저온저압으로 팽창하여 상기 실내기에서 증발하며, 증발한 기체 냉매는 다시 압축기로 되돌아와 이를 반복함으로써, 냉매의 상변화에 의해 그 목적을 달성했다.
하지만, 상기와 같은 냉방 사이클에 난방까지 가능한 시스템을 제공하기 위해서는 냉매 흐름을 전환할 수 있는 부품일 필요하고, 동절기에도 냉매의 증발을 용이하게 할 수 있는 적절한 장치들이 구비되어야 한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 에어컨과 같은 냉방전용 장치를 난방장치로도 사용가능토록 하되, 냉방장치를 냉/난방장치 장치로 전환함에 있어서 발생되는 에너지 과다 소비 및 효율저하를 비롯한 대체장비 구비의 설비비용을 해결할 수 있도록 한 에어컨에 장착되는 냉난방장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 에어컨에 장착되는 냉난방장치에 있어서, 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기와; 상기 압축기와 연결되어 냉매의 유로를 전환시키는 사방밸브와; 상기 사방밸브로부터 유입된 냉매와 열교환되어 사용처에 열을 발산하는 실내 열교환기와; 상기 실내 열교환기와 연결되어 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 제 1팽창관과; 상기 제 1팽창관과 연결되어 냉매의 잔열을 흡수하는 열 교환봉과; 상기 열 교환봉과 연결되어 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 제 2팽창관과; 상기 제 2팽창관과 연결되고 유입된 냉매와 열교환되어 외부의 열을 흡수하는 실외 열교환기와; 상기 열 교환봉과 실외 열교환기 사이에 설치되어, 상기 열 교환봉으로부터 유동된 냉매가 제 2팽창관을 통 해서만 실외 열교환기로 유동될 수 있도록 상기 냉매의 흐름을 단속하는 체크밸브와; 상기 사방밸브를 통해 실외 열교환기와 연결되며 냉매를 분기시키는 제 1분배관과; 상기 제 1분배관을 통해 유입되는 냉매를 가열하는 냉매 가열기와; 상기 제 1분배관을 통해 냉매가 유입되고, 내설된 상기 열 교환봉의 열을 열교환을 통해 냉매가 회수하도록 하는 잔류 열교환기와; 상기 냉매 가열기 및 잔류 열교환기와 연결되어 상기 압축기로 냉매를 유동시키는 제 2분배관;으로 구성되어 난방용으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기와; 상기 압축기와 연결되어 냉매의 유로를 전환시키는 사방밸브와; 상기 사방밸브로부터 유입되는 냉매와 열교환되어 외부에 열을 방출하는 실외 열교환기와; 상기 실외 열교환기와 연결되어 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 제 2팽창관과; 상기 제 2팽창관과 연결되어 냉매를 과냉시키는 열 교환봉과; 상기 열 교환봉과 실외 열교환기 사이에 연결되어, 상기 제 2팽창관과 함께 냉매가 실외 열교환기로 유동되도록 하는 체크밸브와; 상기 열 교환봉과 연결되어 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 제 1팽창관과; 상기 제 1팽창관으로부터 유입되는 냉매와 열교환되어 사용처의 열을 흡수하는 실내 열교환기와; 상기 사방밸브를 통해 실외 열교환기와 연결되며 냉매를 분기시키는 제 1분배관과; 상기 제 1분배관을 통해 냉매가 유동되는 냉매 가열기와; 상기 제 1분배관을 통해 냉매가 유입되어, 상기 열 교환봉 내부로 유동되는 냉매를 과냉시키는 잔류 열교환기와; 상기 냉매 가열기 및 잔류 열교환기와 연결되어 상기 압축기로 냉매를 유동시키는 제 2분배관;으로 구성되어 냉방용으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사방밸브, 잔류 열교환기, 냉매 가열기, 체크밸브, 제 1, 2팽창관은 일체형으로 이루어져 냉난방 전환장치로 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉매 가열기는 중공 형태의 관과, 상기 관의 양단을 각각 밀폐하는 캡과, 상기 관에 길이방향으로 내설되며 내부가 오일로 채워지는 삽입관과, 상기 삽입관의 내부에 설치되는 전기 히트봉과, 상기 전기 히트봉에 전원을 공급하는 전원장치로 이루어지며, 상기 전기 히트봉은 삽입관의 내주연과 소정의 간극을 유지하도록 하여 냉매와 접촉되지 않도록 하고, 상기 냉매 가열기는 온도 조절장치와 전기적으로 연결되어 설정 온도가 제어되는 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 잔류 열교환기는 중공 형태의 관 형상을 가지며, 내부에 길이방향으로 열 교환봉이 내설되도록 하되, 상기 열 교환봉은 수직 형태의 동 재질 관 또는 로우핀 스파이럴 튜브인 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 냉방장치로 사용되는 에어컨에 적용되어 냉방장치를 난방장치로 전환하여 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 안정적이면서 동절기 저렴한 전기에너지로 난방이 가능하므로, 화석연료에 비해 난방 비용을 절감할 수 있으며, 화석 연료의 사용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기 재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어컨에 장착되는 냉난방장치를 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 에어컨에 장착되는 냉난방장치는 냉방전용 장치를 난방에도 사용될 수 있도록 한 냉난방장치이며, 압축기(10), 사방밸브(20), 실내 열교환기(30), 제 1팽창관(40a), 제 2팽창관(40b), 실외 열교환기(60), 체크밸브(70), 제 1분배관(70a), 냉매 가열기(80), 잔류 열교환기(50), 제 2분배관(70b)을 포함한다.
우선, 시스템 내의 구성요소들의 작동을 살펴보면,
유입되는 냉매를 고온 고압의 상태로 압축시키는 압축기(Compressor, 10)와,
냉방 또는 난방에 따라 냉매의 방향 전환을 가능케하는 사방밸브(4Way-Valve, 20)와,
증기 상태의 고온 고압 냉매를 숨은열(증발 잠열)을 발산시켜 응축 액화시키는 응축기(Condenser)의 역할을 하거나, 또는 냉매를 기화시키면서 주변의 열을 냉매의 증발잠열 만큼 흡수하여 냉매가 흡수한 증발잠열만큼 주변이 차가워지도록 하는 증발기(Evaporator)의 역할을 하는 실내 열교환기(Heat Exchanger, 30) 및 실외 열교환기(60)와;
액화 상태의 냉매를 팽창시켜 저온, 저압의 기체상태로 바꾸는, 단일 또는 다수의 모세관 형태의 제 1, 2팽창관(Expansion Tube, 40a, 40b)과;
냉매를 일방향으로만 유동될 수 있도록 방향을 단속하는 체크밸브(Chack Valve, 70)와;
중공(中空) 형태의 원형 동재질 관으로 제작되고, 양단은 동재질의 캡으로 밀폐되며, 양단이 개구된 열 교환봉(51)을 내부에 길이방향으로 내설하여 냉매의 잔류열을 교환하는 잔류 열교환기(50)와;
상기 잔류 열교환기(50)에 내설되되, 수직 형태의 동 재질 관 또는 로우핀 스파이럴 튜브(Low Fin Spiral Tube)로 제작되는 열 교환봉(51)과;
상기 도 6에 도시된 바와 같이, 중공 형태이며 동 재질을 가지는 관(80a)과, 상기 관(80a)의 양단을 밀폐하는 동일 재질의 캡(80b)과, 상기 관(80a)에 길이방향으로 내설되며 내부가 오일(O)로 채워지는 삽입관(81)과, 상기 삽입관(81)의 내부에 설치되어 열을 발산하되, 상기 삽입관(81)의 내주연과 소정의 간극을 유지하여 냉매가 직접적으로 접촉되지 않는 전기 히트봉(82)과, 상기 전기 히트봉(82)에 전원을 공급하는 전원장치(83)로 이루어져, 상기 관(80a) 내로 유입되는 냉매를 가열시키는 냉매 가열기(80)와;(상기 삽입관(81)과 전기 히트봉(82)은 사용자의 선택에 의해 단일 또는 다수개로 적용될 수 있다.)
유동된 냉매를 잔류 열교환기(50)와 냉매 가열기(80)로 분기시켜 유입하는 제 1분배관(70a)과;
상기 잔류 열교환기(50)와 냉매 가열기(80)를 유동한 냉매를 단일의 라인으 로 통합시키는 제 2분배관(70b)과;(제 1, 2분배관(70a, 70b)이 잔류 열교환기(50) 및 냉매 가열기(80)의 상, 하단에 각각 연결되어 상기 잔류 열교환기(50)와 냉매 가열기(80)는 병렬 배치된다.)
상기 냉매 가열기(80)에 전기적으로 연결되어 상기 냉매 가열기(80)의 온도를 조절하는 온도 조절장치(91)와;
상기의 구성요소들을 상호간 연결하여 냉매가 유동될 수 있도록 하는 제 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9관로와(①,②,③,④,⑤,⑥,⑦,⑧,⑨);
상기 사방밸브(20), 잔류 열교환기(50), 냉매 가열기(80), 체크밸브(70), 제 1, 2팽창관(40a, 40b)이 일체형 모듈로 구성되어 이루어지는 냉난방 전환장치(90);로 구성되어 있다.
이하에서는 상기와 같은 구성 및 구조를 갖는 본 발명의 바람직한 실시예의 작용 및 원리를 설명하도록 한다.
1. 난방시.
상기 도 2는 본 발명에 따른 에어컨에 장착되는 냉난방장치의 난방시 냉매순환을 나타낸 일실시예의 구성도이고, 상기 도 4는 도 2의 또 다른 실시예를 나타낸 구성도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이,
냉매는 상기 압축기(10)에서 고온고압으로 압축된 후, 상기 제 1관로(①)를 통해 사방밸브(20)로 유동되고, 상기 사방밸브(20)의 제 1, 4라인(a, d)과 제 6관 로(⑥)를 통해 실내 열교환기(30)로 유동되어 가진 열을 방출함으로써 사용처(실내) 내 온도를 상승시킨 후, 상기 제 1팽창관(40a)을 통해 저온저압으로 팽창되어 제 5관로(⑤)를 통해 잔류 열교환기(50)에 내설되어 있는 열 교환봉(51)으로 유동된다.
상기 열 교환봉(51) 내로 유동된 냉매는 상기 실내 열교환기(30)에서 방출하고 남은 잔류열을 열 교환봉(51)에 빼앗기게 되며, 이후 제 4관로(④)를 통해 제 2팽창관(40b)을 거쳐 제 3관로(③)를 통해 실외 열교환기(60)로 유입되어 열교환 작용에 의해 증발하게 된다.
이때, 상기 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 제 3, 4관로(③, ④) 사이에는 체크밸브(70)가 설치되도록 하여, 상기 냉매가 열 교환봉(51)에서 실외 열교환기(60)로 곧바로 유동되지 못하도록 차단한 후, 상기 제 2팽창관(40b)으로 통해 저온저압으로 팽창된 후 냉매량이 조절되어 실외 열교환기(60)로 유동될 수 있도록 한다.
상기 실외 열교환기(60)로 유동되어 증발된 냉매는 제 2관로(②)를 통해 사방밸브(20)로 유동하게 되고, 상기 사방밸브(20)의 제 2, 3라인(b, c)에 의해 제 1분배관(70a)으로 이동된다.
상기 냉매는 제 1분배관(70a)에 의해 냉매 가열기(80)와 잔류 열교환기(50)로 분기되어 유입되되, 상기 냉매 가열기(80)로 유입된 일부 냉매는 냉매 가열기(80)에 의해 온도가 상승되고, 상기 잔류 열교환기(50)로 유입된 일부 냉매는 열 교환봉(51) 내를 유동시 빼앗겼던 잔류열을 회수한 후, 상기 제 2분배관(70b)을 통 해 냉매 가열기(80)와 잔류 열교환기(50)를 유동한 냉매가 합쳐져 제 8관로(⑧)를 통해 다시 압축기(10)로 유입되는 순환을 반복하도록 한다.
더불어, 본 발명에서는 상기 도 2 또는 4에 도시된 것과 같이, 상기 사방밸브(20), 잔류 열교환기(50), 냉매 가열기(80), 체크밸브(70), 제 1, 2팽창관(40a, 40b)은 일체형을 이루는 냉난방 전환장치(90)로 사용할 수 있으며, 상기와 같이 모듈화된 냉난방 전환장치(90)는 상기 도 4에 도시된 바와 같이 실외 열교환기(60)에 부착됨으로써 냉난방 전환장치(90)로 사용될 수 있다. 물론, 난방시의 냉매 유동은 별도의 구성요소 추가 또는 삭제 없이, 선술된 바와 동일함은 당연할 것이다.
2. 냉방시.
도 3은 본 발명에 따른 에어컨에 장착되는 냉난방장치의 냉방시 냉매순환을 나타낸 일실시예의 구성도이고, 도 5는 도 3의 또 다른 실시예를 나타낸 구성도로서, 동 도면에서 보는 바와 같이,
냉매는 압축기(10)를 통해 고온고압으로 압축된 후 제 1관로(①)를 통해 사방밸브(20)로 유동되고, 상기 사방밸브(20)의 제 1, 2라인(a, b)과 제 2관로(②)를 통해 실외 열교환기(60)로 유입되어 외부에 열을 방출하면서 응축된다.
응축된 상기 냉매는 제 3관로(③)를 통해 체크밸브(70)와 제 2팽창관(40b)으로 유동되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 체크밸브(70)를 통과한 냉매와 제 2팽창관(40b)을 통해 저온저압으로 팽창된 냉매가 합쳐져 잔류 열교환기(50) 내 열 교환 봉(51)으로 유입되어 과냉되어진다.
과냉되어진 냉매는 제 5관로(⑤)를 통해 제 1팽창관(40a)으로 유동되어 저온저압으로 다시 팽창된 후 실내 열교환기(30)로 유입되어 사용처인 실내 온도를 흡수하여 증발하게 된다.
상기 실내 열교환기(30)에서 증발된 과냉 냉매는 제 6관로(⑥)를 통해 사방밸브(20)로 이동하게 되고, 상기 사방밸브(20)의 제 3, 4라인(c, d)과 제 7관로(⑦) 연속적으로 유동하면서 냉매 가열기(80)와 잔류 열교환기(50)에 일단이 분기되어 연결되어 있는 제 1분배관(70a)으로 흐르게 된다.
이때, 상기 냉매 가열기(80)는 난방시와는 달리 작동되지 않도록 하여, 상기 제 1분배관(70a)을 통해 냉매 가열기(80)로 유입된 냉매는 곧바로 제 2분배관(70b)으로 이동되도록 하고, 상기 잔류 열교환기(50) 내로 유입된 냉매는 상기 열 교환봉(51) 내를 흐르며 실내 열교환기(30)로 이동중인 냉매를 과냉시키며 제 2분배관(70b)으로 이동되어 상기 냉매 가열기(80)로부터 배출된 냉매와 합쳐지게 된다.
이후, 상기 제 2분배관(70b)을 통해 합쳐진 냉매는 제 8관로(⑧)를 통해 다시 압축기(10)로 유입되는 순환을 반복하도록 한다.
더불어, 본 발명에서는 상기 도 3 또는 5에 도시된 것과 같이, 상기 사방밸브(20), 잔류 열교환기(50), 냉매 가열기(80), 체크밸브(70), 제 1, 2팽창관(40a, 40b)은 일체형을 이루는 냉난방 전환장치(90)로 사용할 수 있으며, 상기와 같이 모듈화된 냉난방 전환장치(90)는 상기 도 5에 도시된 바와 같이 실외 열교환기(60)에 부착됨으로써 냉난방 전환장치(90)로 사용될 수 있다. 물론, 냉방시의 냉매 유동은 별도의 구성요소 추가 또는 삭제없이, 선술된 바와 동일함은 당연할 것이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
도 1은 일반적인 냉방전용 사이클을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 에어컨에 장착되는 냉난방장치의 난방시 냉매순환을 나타낸 일실시예의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 에어컨에 장착되는 냉난방장치의 냉방시 냉매순환을 나타낸 일실시예의 구성도.
도 4는 도 2의 또 다른 실시예를 나타낸 구성도.
도 5는 도 3의 또 다른 실시예를 나타낸 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 잔류 열교환기와 냉매 가열기를 나타낸 일실시예의 정면 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 체크밸브와 제 2팽창관을 나타낸 일실시예의 정면 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 표시>
10: 압축기 20: 사방밸브
30: 실내 열교환기 40a: 제 1팽창관
40b: 제 2팽창관 50: 잔류 열교환기
60: 실외 열교환기 70: 체크밸브
70a: 제 1분배관 70b: 제 2분배관
80: 냉매 가열기 81: 삽입관
82: 전기 히트봉 83: 전원장치
90: 냉난방 전환장치 91: 온도 조절장치

Claims (5)

  1. 에어컨에 장착되는 냉난방장치에 있어서,
    냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(10)와;
    상기 압축기(10)와 연결되어 냉매의 유로를 전환시키는 사방밸브(20)와;
    상기 사방밸브(20)로부터 유입된 냉매와 열교환되어 사용처에 열을 발산하는 실내 열교환기(30)와;
    상기 실내 열교환기(30)와 연결되어 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 제 1팽창관(40a)과;
    상기 제 1팽창관(40a)과 연결되어 냉매의 잔열을 흡수하는 열 교환봉(51)과;
    상기 열 교환봉(51)과 연결되어 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 제 2팽창관(40b)과;
    상기 제 2팽창관(40b)과 연결되고 유입된 냉매와 열교환되어 외부의 열을 흡수하는 실외 열교환기(60)와;
    상기 열 교환봉(51)과 실외 열교환기(60) 사이에 설치되어, 상기 열 교환봉(51)으로부터 유동된 냉매가 제 2팽창관(40b)을 통해서만 실외 열교환기(60)로 유동될 수 있도록 상기 냉매의 흐름을 단속하는 체크밸브(70)와;
    상기 사방밸브(20)를 통해 실외 열교환기(60)와 연결되며 냉매를 분기시키는 제 1분배관(70a)과;
    상기 제 1분배관(70a)을 통해 유입되는 냉매를 가열하는 냉매 가열기(80)와;
    상기 제 1분배관(70a)을 통해 냉매가 유입되고, 내설된 상기 열 교환봉(51)의 열을 열교환을 통해 냉매가 회수하도록 하는 잔류 열교환기(50)와;
    상기 냉매 가열기(80) 및 잔류 열교환기(50)와 연결되어 상기 압축기(10)로 냉매를 유동시키는 제 2분배관(70b);으로 구성되어 난방용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 에어컨에 장착되는 냉난방장치.
  2. 에어컨에 장착되는 냉난방장치에 있어서,
    냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(10)와;
    상기 압축기(10)와 연결되어 냉매의 유로를 전환시키는 사방밸브(20)와;
    상기 사방밸브(20)로부터 유입되는 냉매와 열교환되어 외부에 열을 방출하는 실외 열교환기(60)와;
    상기 실외 열교환기(60)와 연결되어 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 제 2팽창관(40b)과;
    상기 제 2팽창관(40b)과 연결되어 냉매를 과냉시키는 열 교환봉(51)과;
    상기 열 교환봉(51)과 실외 열교환기(60) 사이에 연결되어, 상기 제 2팽창관(40b)과 함께 냉매가 실외 열교환기(60)로 유동되도록 하는 체크밸브(70)와;
    상기 열 교환봉(51)과 연결되어 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 제 1팽창관(40a)과;
    상기 제 1팽창관(40a)으로부터 유입되는 냉매와 열교환되어 사용처의 열을 흡수하는 실내 열교환기(30)와;
    상기 사방밸브(20)를 통해 실외 열교환기(60)와 연결되며 냉매를 분기시키는 제 1분배관(70a)과;
    상기 제 1분배관(70a)을 통해 냉매가 유동되는 냉매 가열기(80)와;
    상기 제 1분배관(70a)을 통해 냉매가 유입되어, 상기 열 교환봉(51) 내부로 유동되는 냉매를 과냉시키는 잔류 열교환기(50)와;
    상기 냉매 가열기(80) 및 잔류 열교환기(50)와 연결되어 상기 압축기(10)로 냉매를 유동시키는 제 2분배관(70b);으로 구성되어 냉방용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 에어컨에 장착되는 냉난방장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 사방밸브(20), 잔류 열교환기(50), 냉매 가열기(80), 체크밸브(70), 제 1, 2팽창관(40a, 40b)은 일체형으로 이루어져 냉난방 전환장치(90)로 사용되는 것을 특징으로 하는 에어컨에 장착되는 냉난방장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 냉매 가열기(80)는 중공 형태의 관(80a)과, 상기 관(80a)의 양단을 각각 밀폐하는 캡(80b)과, 상기 관(80a)에 길이방향으로 내설되며 내부가 오일(O)로 채워지는 삽입관(81)과, 상기 삽입관(81)의 내부에 설치되는 전기 히트봉(82)과, 상기 전기 히트봉(82)에 전원을 공급하는 전원장치(83)로 이루어지며,
    상기 전기 히트봉(82)은 삽입관(81)의 내주연과 소정의 간극을 유지하도록 하여 냉매와 접촉되지 않도록 하고, 상기 냉매 가열기(80)는 온도 조절장치(91)와 전기적으로 연결되어 설정 온도가 제어되는 하는 것을 특징으로 하는 에어컨에 장착되는 냉난방장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 잔류 열교환기(50)는 중공 형태의 관 형상을 가지며, 내부에 길이방향으로 열 교환봉(51)이 내설되도록 하되, 상기 열 교환봉(51)은 수직 형태의 동 재질 관 또는 로우핀 스파이럴 튜브인 것을 특징으로 하는 에어컨에 장착되는 냉난방장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005016858A (ja) 2003-06-27 2005-01-20 Mitsubishi Electric Corp ヒートポンプ式空調装置、ヒートポンプ式空調装置の運転方法
JP2007178008A (ja) 2005-12-26 2007-07-12 Zeneral Heat Pump Kogyo Kk エアコン他機能付加装置
JP2008298298A (ja) 2007-05-29 2008-12-11 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005016858A (ja) 2003-06-27 2005-01-20 Mitsubishi Electric Corp ヒートポンプ式空調装置、ヒートポンプ式空調装置の運転方法
JP2007178008A (ja) 2005-12-26 2007-07-12 Zeneral Heat Pump Kogyo Kk エアコン他機能付加装置
JP2008298298A (ja) 2007-05-29 2008-12-11 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和装置

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