KR100985629B1

KR100985629B1 - 가스히트펌프 시스템의 냉각수 열교환장치

Info

Publication number: KR100985629B1
Application number: KR1020090001807A
Authority: KR
Inventors: 김광운; 최민환; 차우호; 이경렬; 이태수; 오세재
Original assignee: 엘에스엠트론 주식회사
Priority date: 2009-01-09
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2010-10-05
Also published as: KR20100082480A

Abstract

본 발명은 가스히트펌프 시스템의 냉각수 열교환장치에 관한 것으로서, 충분한 과냉이 되지 못한 상태에서 냉매가 유입되어 냉매소음 및 증발과열에 의한 냉매온도의 상승을 방지하여 시스템이 안정되게 운전되도록 한 것이다.

본 발명은 냉매를 고온,고압으로 압축하는 압축기와, 이 압축기를 구동시키는 엔진과, 상기 압축기에 의해 압축된 고온,고압의 냉매가 난방 운전시에는 실내기의 실내 열교환기로 바로 보내지고, 냉방 운전시에는 실외 열교환기로 보내지도록 하는 4방밸브와, 압축기에 의해 압축된 고온,고압의 냉매를 저온,저압의 냉매로 팽창시키는 실외기용 팽창밸브로 이루어진 실외기와; 하나 이상의 실내기용 팽창밸브 및 실내 열교환기로 이루어진 실내기;로 이루어진 구조로서,

냉각수가 저장되는 냉각수보조탱크와; 상기 냉각수 보조탱크로부터 배관을 통해 저온의 냉각수가 지나가서 열교환이 발생하도록 냉각수가 순환되게 하는 보조열교환기와; 상기 배관을 통해 냉각수가 순환되도록 해주는 냉각수 펌프;로 이루어진 구조이다.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 보조응축수단으로서 보조 열교환기를 구비하고, 냉각수 보조탱크를 마련하여 저온의 냉각수를 순환시켜서 시스템의 냉,난방시 부족할 수 있는 응축 및 증발양을 보충시켜주어서 냉매소음없이 난방 저부하 및 냉방 과부하에서 안정된 사이클을 유지할 수 있도록 하고, 엔진의 과열을 방지할 수 있는 효과가 있도록 한 것이다.

가스히트펌프, 냉각수, 열교환, 보조열교환기, 냉매, 소음, 방지, 과냉

Description

가스히트펌프 시스템의 냉각수 열교환장치{Heat Exchange Apparatus of Gas Heat Pump System}

본 발명은 가스히트펌프 시스템의 냉각수 열교환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보조열교환기와 냉각수 보조탱크를 마련하여 저온의 냉각수를 순환시켜서 시스템의 냉,난방시 부족할 수 있는 응축 및 증발양을 보충시켜주어 냉매소음없이 난방 저부하 및 냉방과부하에서 안정된 사이클을 유지할 수 있도록 하고, 엔진의 과열을 방지할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내를 냉방 또는 난방시키는 장치로서, 구조에 따라 여러가지가 있는데, 가스히트펌프 시스템을 예로 들수 있다.

이러한 종래의 공기조화기의 냉매흐름을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 공기조화기는, 냉매를 고온 고압의 기체상태로 압축시키는 압축기(50)와, 상기 압축기(50)로부터 나온 기체 상태의 토출냉매를 액체 상태로 응축시키는 응축기(52)와, 상기 응축기(52)로부터 나온 액체 상태의 냉매를 팽창시키는 팽창기구(54)와, 상기 팽창기구(54)로부터 나온 액체 상태의 냉매를 기체 상 태로 증발시키는 증발기(56)와, 상기 증발기(56)와 압축기(50) 사이에 설치되어, 상기 압축기(50)로 흡입되는 흡입냉매를 가압시키는 가압수단과, 상기 압축기(50)와 응축기(52) 사이에 설치되어, 상기 압축기(50)로부터 나온 토출냉매를 응축시키는 보조응축수단을 포함하여 구성된다.

상기 응축기(56)의 측면에는 실외의 공기를 상기 응축기(52)쪽으로 송풍하여 열교환 효율을 상승시키는 실외 팬(58) 및 모터(60)로 이루어진 실외 송풍기가 설치되고, 상기 증발기(56)의 측면에는 실내의 공기를 상기 증발기(56)쪽으로 송풍하는 실내 팬(62) 및 모터(64)로 이루어진 실내 송풍기가 설치된다.

한편, 상기 가압수단은 상기 증발기(56)로부터 나와 상기 압축기(50)로 흡입되는 흡입냉매를 상기 응축기(52)로부터 나온 냉매와 열교환시키는 제 1열교환기(66)이고, 상기 보조 응축수단은 상기 압축기(50)로부터 나온 토출냉매를 상기 제 1열교환기(66)를 통과한 후 상기 압축기(50)로 흡입되는 흡입냉매와 열교환시키는 제 2열교환기(68)이다.

여기서, 상기 제 1열교환기(66)는 상기 증발기(56)로부터 나온 냉매가 상기 압축기(50)로 흡입되어 순환될 수 있도록 형성된 압축기 흡입유로(70)와, 상기 응축기(52)로부터 토출된 응축냉매가 상기 팽창기구(54)로 흡입되어 순환될 수 있도록 형성된 응축기 토출유로(78)에 각각 연통되게 설치된다.

즉, 상기 제 1열교환기(66)의 일측에는 상기 압축기(50)로 흡입되는 흡입냉매가 유입되도록 상기 압축기 흡입유로(70)가 관통되고, 타측에는 상기 응축기(52)로부터 나온 응축냉매가 유입될 수 있도록 상기 응축기 토출유로(78)가 관통하도록 형성된다.

또한, 상기 제 2열교환기(68)는 상기 압축기 흡입유로(70)와, 상기 압축기(50)로부터 토출된 토출냉매가 상기 응축기(52)로 유입되어 순환되도록 형성된 압축기 토출유로(76)에 각각 연통되게 설치된다.

즉, 상기 제 2열교환기(68)의 일측에는 상기 압축기(50)로 흡입되는 흡입냉매가 유입되도록 상기 압축기 흡입유로(70)가 관통되고, 타측에는 상기 압축기(50)로부터 토출된 토출냉매가 유입될 수 있도록 상기 압축기 토출유로(76)가 관통하도록 형성된다.

여기서, 상기 압축기 흡입유로(70)는 상기 증발기(56)로부터 나온 냉매 중 일부가 상기 압축기(50)로 직접 순환되도록 형성된 순환유로(72)와, 상기 증발기(56)로부터 나온 냉매 중 나머지가 상기 제 1열교환기(66)와 제 2열교환기(68)를 통과하도록 형성된 바이패스 유로(74)로 이루어진다.

상기 순환유로(72)상에서 상기 압축기(50)의 입구측에서는 상기 순환유로(72)를 통과한 냉매와 상기 바이패스 유로(74)를 통과한 냉매가 혼합되는 바, 혼합된 냉매의 압력을 조절하기 위해서 압력조절밸브(80)가 설치된다.

상기 바이패스 유로(74)상에는 상기 제 1열교환기(66)에서 열교환되어 가압된 흡입냉매가 상기 증발기(56)측으로 다시 역류되는 것을 방지하도록 역류방지수단(82)이 설치되는 바, 여기서는 체크밸브가 사용되는 것으로 한정하여 설명한다.

상기와 같이 구성된 종래의 공기조화기의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 압축기(50)가 작동시, 상기 증발기(56)로부터 나온 저온 저압의 기체 상태의 냉매가 상기 압축기 흡입유로(70)를 통해 상기 압축기(50)로 흡입된다.

이때, 일부는 상기 순환유로(72)를 통해 상기 압축기(50)측으로 직접 유입되고, 나머지는 상기 바이패스 유로(74)를 통해 상기 제1,2열교환기(66)(68)를 거친 후 상기 압축기(50)로 유입된다.

상기 바이패스 유로(74)를 통해 상기 압축기(50)로 흡입되는 흡입냉매는 상기 압축기(50)로 흡입되기 전에 상기 제 1열교환기(66)로 유입되게 된다.

상기 제 1열교환기(66)는 상기 바이패스 유로(74) 및 상기 응축기 토출유로(78)와 연통되게 형성되어 있으므로, 상기 제 1열교환기(66)로 유입된 흡입냉매는 상기 응축기(52)로부터 토출되는 응축냉매와 열교환을 하게 된다.

이 때, 상기 흡입냉매는 상기 증발기(56)로부터 나와 상기 압축기(50)로 흡입되는 저온 저압의 기체상태이고, 상기 응축냉매는 상기 응축기(52)에서 응축된 중온 고압의 액체상태이기 때문에, 상기 흡입냉매는 상기 응축냉매로부터 열을 흡수하게 되고, 상기 응축냉매는 상기 흡입냉매에 열을 빼앗기게 되므로, 상기 흡입냉매는 온도가 올라가기 때문에 증발압력이 높아지게 된다.

따라서, 상기 흡입냉매는 가압된 상태로 상기 제 2열교환기(68)로 유입되게 된다.

상기 제 2열교환기(68)는 상기 압축기 토출유로(76)가 관통되게 형성되어 있으므로, 상기 제 2열교환기(68)로 유입된 흡입냉매는 상기 압축기(50)로부터 토출되는 토출냉매와 열교환되게 된다.

이 때, 상기 토출냉매는 고온 고압상태이고, 상기 흡입냉매는 저온 저압의 기체상태이므로, 상기 제 2열교환기(68)의 내부에서 상기 토출냉매는 상기 흡입냉매에 열을 빼앗기게 되어 응축되고, 상기 흡입냉매는 상기 토출냉매로부터 열을 흡수하게 된다.

따라서, 상기 압축기(50)로부터 나온 토출냉매가 상기 응축기(52)로 유입되기 이전에 상기 제 2열교환기(68)에서 응축되기 때문에, 상기 압축기(50)의 응축압력, 즉 흡입압력을 낮출수 있게 됨과 아울러, 상기 압축기(50)로 흡입되는 흡입냉매가 상기 압축기(50)로 흡입되기 이전에 상기 제 1열교환기(66) 및 제 2열교환기(68)를 거치면서 가압되기 때문에, 상기 압축기(50)의 증발압력, 즉 토출압력이 상승하게 되어, 상기 압축기(50)의 흡토출 압력차가 감소되어 압축부하가 감소되게 된다.

이후, 상기 제 2열교환기(68)를 거친 상기 흡입냉매는 상기 압력조절 밸브(80)를 지나 상기 압축기(50)로 흡입된 후, 고온고압의 기체 상태로 토출된다.

상기 압축기(50)로부터 토출된 토출냉매는 상기 제 2열교환기(68), 응축기(52), 제 1열교환기(66), 팽창기구(54), 증발기(56)를 차례로 통과한 후, 실내 공기의 열을 흡수하여 냉방작동이 이루어지도록 하며, 상기 증발기(56)로부터 나온 냉매는 상기 압축기(50)로 순환되고, 이후 상기의 과정을 반복한다.

다시 말해서, 종래의 공기조화기는 압축기에서 토출되는 냉매를 보조응축수단을 사용하여 응축하여 난방 저부하운전에서 압축기의 차압을 감소시켜 효율을 개선시키도록 한 것이다.

그러나, 종래의 공기조화기는 저온의 압축기 흡입 냉매와 토출냉매의 열교환을 통한 응축으로 흡입냉매가 과열되는 경우가 발생할 수 있어 압축기 효율이 저하되고, 실내기에서 요구하는 응축량에 영향을 미치는 문제점이 발생할 수 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 저온의 냉각수를 순환시켜서 시스템의 냉,난방시 부족할 수 있는 응축 및 증발양을 보충시켜주어서 냉매소음없이 난방 저부하 및 냉방 과부하에서 안정된 사이클을 유지할 수 있도록 하고, 엔진의 과열을 방지할 수 있도록 한 가스히트펌프 시스템의 냉각수 열교환장치를 제공함에 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매를 고온,고압으로 압축하는 압축기와, 이 압축기를 구동시키는 엔진과, 상기 압축기에 의해 압축된 고온,고압의 냉매가 난방 운전시에는 실내기의 실내 열교환기로 바로 보내지고, 냉방 운전시에는 실외 열교환기로 보내지도록 하는 4방밸브와, 압축기에 의해 압축된 고온,고압의 냉매를 저온,저압의 냉매로 팽창시키는 실외기용 팽창밸브로 이루어진 실외기와;

하나 이상의 실내기용 팽창밸브 및 실내 열교환기로 이루어진 실내기;로 이루어진 구조로서,

냉각수가 저장되는 냉각수보조탱크와;

상기 냉각수 보조탱크로부터 배관을 통해 저온의 냉각수가 지나가서 열교환이 발생하도록 냉각수가 순환되게 하는 보조열교환기와;

상기 배관을 통해 냉각수가 순환되도록 해주는 냉각수 펌프;로 이루어진 구조이다.

또한, 상기 순환하는 배관쪽으로 엔진으로부터 나온 냉각수의 일부가 지나가도록 하여 냉매와 열교환되도록 하는 보조 증발기가 갖추어지고,

상기 보조 증발기로부터 열교환되어 나오는 냉각수가 다시 엔진쪽 배관과 연결되는 배관으로 흐르도록 해주는 3방밸브가 구비되는 구조이다.

또한, 상기 배관의 일측으로부터 연장되어 배관과 연통되도록 연결되는 바이패스 배관이 구비되고, 이 배관상에는 온,오프 전자밸브와 첵크밸브가 설치될 수 있는 구조이다.

또한, 상기 보조증발기는, 엔진으로부터 토출된 냉각수가 3방밸브를 거치면서 그 일부가 이동하여 유입되어 냉매와 열교환이 되도록 하거나, 또는 실외 열교환기의 일측에 구비된 방열기로 보내지도록 하는 3방밸브와 연결되는 구조이다.

이와 같이, 본 발명은 보조응축수단으로서 보조 열교환기를 구비하고, 냉각수 보조탱크를 마련하여 저온의 냉각수를 순환시켜서 시스템의 냉,난방시 부족할 수 있는 응축 및 증발양을 보충시켜주어서 냉매소음없이 난방 저부하 및 냉방 과부하에서 안정된 사이클을 유지할 수 있도록 하고, 엔진의 과열을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하. 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 가스히트펌프 시스템의 냉매흐름을 개략적으로 도시한 구성도이다.

도면에서 실선은 냉매흐름 배관이고, 점선은 냉각수 흐름 배관을 의미한다.

첨부된 예시도면 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 실외기(100)와 실내기(200)로 구분되고, 실내기(200)는 여러개 구비할 수 있다. 도면상 A부분이 본 발명의 특징부 영역을 나타낸 것이다.

실외기(100)는 냉매를 고온,고압으로 압축하는 압축기(101)와, 이 압축기(101)를 구동시키는 엔진(102)과, 상기 압축기(101)에 의해 압축된 고온,고압의 냉매가 난방 운전시에는 실내기(200)의 실내 열교환기(210)로 바로 보내지고, 냉방 운전시에는 실외 열교환기(110)로 보내지도록 하는 4방밸브(120)와, 압축기(101)에 의해 압축된 고온,고압의 냉매를 저온,저압의 냉매로 팽창시키는 실외기용 팽창밸브(130)와 실내기용 팽창밸브(220)가 갖추어진 구조이다.

여기서, 본 발명은 보조응축과 과냉각을 수행하여 난방 저부하 및 냉방 과부하에서 안정된 사이클을 유지할 수 있도록 한 장치로서, 냉각수가 저장되는 냉각수보조탱크(140)와, 이 냉각수 보조탱크(140)와 배관(151)으로 연결되면서 저온의 냉각수를 유입시키기 위한 3방밸브(150)와, 이 냉각수 보조탱크(140)로부터 배관(141)을 통해 저온의 냉각수가 지나가도록 하여 열교환이 발생하도록 하는 보조 열교환기(160)를 갖춘 구성이다.

상기 보조 열교환기(160)와 3방밸브(150)사이에는 배관(161)으로 연결되고.이 배관(161)에는 냉각수가 배관(141)(151)(161)을 통해 순환,이동되도록 펌핑하는 냉각수 펌프(170)가 구비된다.

또한, 본 발명은 상기 배관(151)의 일측에 바이패스 배관(172)이 구비되며, 이 바이패스 배관(172)은 엔진(102)과 연통되는 배관(106)과 연결되는 배관(152)과 연통되게 형성된다.

또한, 상기 바이패스 배관(172)에는, 엔진(102) 냉각수가 과열된 경우, 배관(151)을 흐르는 냉각수의 일부가 바이패스 배관(172)을 통해 배관(152)으로 이동되어 과열된 냉각수와 혼합되어 냉각시키도록 개방되는 온,오프 전자밸브(174)와, 배관(152)방향으로만 냉각수가 유동하도록 개방하는 첵크밸브(176)가 설치된다.

또한, 상기 냉각수 보조탱크(140)는 냉각수 온도센서(142)와 레벨센서(143)가 부착되어 적정온도와 레벨을 알 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기 실외 열교환기(110)의 일측에는 방열기(111)가 마련되고, 이 방열기(111)로부터 토출배관(111a)과 흡입배관(111b)이 연결되어 있으며, 상기 엔진(102)의 일측에는 배기가스 열교환기(104)가 설치되고, 이 배기가스 열교환기(104)와 연결된 배관(106)상에 갖추어진 펌프(108)를 통해 냉각수가 엔진(102)으로 유입되도록 한다.

또한, 엔진(102)으로부터 토출배관(102a)이 연결되어 3방밸브(180)를 거쳐서 필요에 따라 3방밸브(182)쪽으로 가거나 또는 배관(106)을 거쳐 다시 엔진(102)으 로 유입되도록 된 구조이다.

또한, 3방밸브(182)를 거친 냉각수가 통과하여 다른 3방밸브(182)를 거쳐서 냉매와 열교환되도록 하는 보조 증발기(190)가 구비된다.

상기 보조 증발기(190)를 거친 냉각수는 3방밸브(150)를 통해서 배관(152)으로 이동하여 다시 배관(106)을 통해 배관((152)을 거쳐서 배관(106)쪽과 연결되는 구조이다.

도면중 미설명부호 300은 리시버, 310은 어큐뮬레이터, 320은 오일 세퍼레이터, 330은 액제어밸브, 340은 냉각수 주입구이다.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 난방운전 및 냉방운전시를 구분하여 설명하도록 한다.

[난방운전시](실선 화살표 방향)

엔진(102)의 구동으로 압축기(101)가 가동되면, 냉매가 압축되어서 고온,고압의 상태로 4방밸브(120)를 거쳐서 바로 실내기(200)의 각 실내 열교환기(210)로 보내져서 응축된 냉매는 실내기용 팽창밸브(220), 실외기용 팽창밸브(130)를 지나 저압으로 팽창된 상태로 실외기(100)의 실외 열교환기(110)를 통해 증발된다.

상기 실외 열교환기(110)를 통해 증발된 냉매가 다시 4방밸브(120)를 거쳐서 압축기(101)로 유입되면서 사이클을 반복하게 된다.

실외온도가 낮은 경우에는, 실외 열교환기(110)에 착상이 발생할 수 있어 실외 열교환기(110)만으로 충분히 증발하기 어렵다. 이에 압축기(101)에 유입되기전 에 엔진(102)의 냉각수 순환을 통해 배기열을 회수하여 보조증발기(190)를 통해 냉매와 열교환시켜 증발에 이용하면, 실외 열교환기(110)만 사용하였을때보다 보다 큰 증발능력을 가질 수 있다.

여기서, 본 발명은 실내기(200)의 실내 열교환기(210)에서 냉매가 충분히 응축이 되지 못한 상태로 실외기(100)의 실외기용 팽창밸브(130)를 거쳐서 실외 열교환기(110)로 가는 경우, 실외 열교환기(110)에서 충분히 증발이 일어나지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

따라서, 이러한 현상을 방지하기 위해서, 본 발명은 실내기(200)를 거친 냉매가 실외 열교환기(110)로 가기전에, 보조열교환기(160)를 거쳐서 응축이 보조적으로 이루어지도록 한다. 다시 말해서, 보조응축기로서의 기능을 담당하는 것이다.

상기 보조 열교환기(160)는 미리 냉각수 보조탱크(140)에 저장된 저온의 냉각수가, 연결된 배관(141)을 지나 배관(161)을 통과하여 순환되도록 되어 있어, 보조 열교환기(160)를 지나는 실내기(200)를 거친 냉매가 열교환되어 보조적으로 응축이 되어서 실외기용 팽창밸브(130)를 거쳐서 팽창된 다음, 실외 열교환기(110)로 유입되어 냉매라인을 거쳐서 4방밸브(120)를 지나 보조 증발기(190)를 거쳐서 다시 압축기(101)로 유입되는 것이다.

만일, 실외 열교환기(110)를 거친 냉매가 충분히 증발이 되지 못한 경우에는 보조 증발기(190)를 거치면서 보조적으로 증발이 이루어지도록 한다.

상기 보조 증발기(190)를 거치면서 보조적으로 증발이 이루어지는 경우에는, 3방밸브(182)를 제어하여 보조 증발기(190)쪽으로 냉각수를 흘려보내서 열교환이 이루어지도록 함으로써 보조 증발이 일어나도록 하는 것이다.

[냉방운전시](점선 화살표 방향)

냉방운전시에는, 난방운전시와 마찬가지로, 엔진(102)의 구동으로 압축기(101)가 가동되어 냉매가 압축되는 과정은 동일하지만, 압축기(101)를 거친 고온,고압의 냉매가 4방밸브(120)를 거쳐서 실내기(200)로 바로 보내지지 않고, 실외기(200)의 실외 열교환기(110)로 보내져서 응축과정을 거친 다음, 실내기용 팽창밸브(220)를 통과하여 저압으로 팽창하여 실내기(200)의 각 실내열교환기(210)로 유입되어 증발된다. 증발된 냉매는 실외기(100)로 모여서 4방밸브(120)를 거쳐서 다시 압축기(101)로 흡입된다.

냉각수 온도가 과열되기 전까지는, 배관(102a)로부터 토출된 냉각수는 3방밸브(180)를 거쳐서 배관(106)을 통해 펌프(108)에 의해 펌핑되어 다시 엔진(102)으로 재유입되고, 만일, 냉각수 온도가 과열되는 경우에는, 냉각수가 순환하는 배관(151)의 일측에 연결된 바이패스 배관(172)상의 온,오프 전자밸브(174)가 온되면서 개방되어 첵크밸브(176)를 거쳐서 배관(152)으로 저온의 냉각수의 일부가 이동하게 되고, 이동된 저온의 냉각수는 배관(106)을 통해 고온의 냉각수와 혼합되어 과열을 방지하는 것이다.

본 발명은 보조 증발기(190)를 통하여 냉각수가 저온이 되면, 3방밸브(150)를 제어하여 다시 저온의 냉각수 보조탱크(140)쪽으로 냉각수를 이동시켜 저온 냉 각수를 수집하게 된다.

다시 말해서, 본 발명은 정상운전에서 냉각수 보조탱크(140)에 저온의 냉각수(35도 이하)를 수집하는데, 이 저온의 냉각수는 저온,저압의 냉매와 열교환된 저온냉각수 또는 낮은 실외온도에 의해 저온화된 냉각수이다.

난방운전시에, 복수의 실내 열교환기(210)중 하나의 실내 열교환기(210)만 운전하거나, 실내의 부하가 저부하로 압축기(101)가 운전하기에 적당한 응축이 되지 않을 경우, 실내 열교환기(210)를 통과한 액냉매가 실외기(100)의 실외기용 팽창밸브(220)를 통과하기전에, 냉각수 보조탱크(140)로부터 배관(141)을 통해 저온의 냉각수가 보조 열교환기(160)를 지나도록 하여 열교환됨으로써, 냉매가 과냉각된 상태로 실외기용 팽창밸브(130)를 거쳐서 실외 열교환기(110)로 유입된다.

본 발명에 따르면, 냉방운전에서 실외 열교환기(110)는 응축과정을 수행하는데, 실외온도가 높을 경우, 응축량이 부족하게 될 수 있다. 따라서, 충분한 과냉이 되지 못한 상태에서 실내기(200)로 냉매가 유입될 경우, 발생하는 실내기 냉매소음과 증발과열에 의한 냉매온도상승 등의 문제를 해결할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 엔진 냉각수가 과열(80도 이상)되는 경우, 방열기에 의존하지 않고 저온의 냉각수를 고온의 냉각수와 혼합하여 엔진으로 다시 회수함으로써 보다 효과적인 냉각수 온도제어를 수행할 수 있다.

다시 말해서, 냉각수가 순환되는 배관(151)의 일측에 바이패스 배관(172)이 설치되어 있는데, 이 바이패스 배관(172)은 배관(152)과 연통되게 연결되어 있다.

그리고, 상기 바이패스 배관(172)에는 온,오프 전자밸브(174)와 첵크밸 브(176)가 설치되어 있어 엔진(102)의 냉각수가 과열되는 경우에는, 종래와 같이 방열기를 이용하지 않고, 상기 온,오프 전자밸브(174)를 온(ON)시켜서 저온의 냉각수가 흐르는 배관(151)으로부터 바이패스 배관(172)쪽으로 냉각수의 일부를 이동되도록 하여 배관(152)으로 보내어 배관(106)을 통해 과열된 냉각수와 혼합되도록 하여 냉각수의 온도를 낮추어서 냉각수의 과열에 의한 엔진의 성능저하를 방지한다.

이와 같이 본 발명은 가스히트펌프 시스템의 운전중 보조 응축수단인 보조 열교환기를 통해 저온의 냉각수를 흐르도록 하여 보조 응축기능을 발휘하도록 하고, 순환되는 냉각수의 일부를 바이패스 배관을 통해 바이패스시켜서 과열되는 냉각수와 혼합되도록 하여 엔진의 과열을 방지함으로써 시스템의 안정성을 확보할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 멀티형 공기조화기의 난방 저부하 운전시, 전체 실외기 용량 대비 작은 용량의 실내기가 연결되어 압축기의 최소부하에 비하여 실내기의 응축량이 적을 경우, 보조응축수단인 보조 열교환기를 통해 부족한 응축상태를 보완할 수 있다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다.

도 1은 종래의 공기조화기의 냉매흐름을 개략적으로 도시한 구성도이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호설명]

100 : 실외기

101 : 압축기

102 : 엔진

104 : 배기가스 열교환기

106 : 배관

108 : 펌프

110 : 실외 열교환기

111 : 방열기

111a : 토출배관

111b : 흡입배관

120 : 4방밸브

130 : 실외기용 팽창밸브

140 : 냉각수 보조탱크

141 : 배관

142 : 냉각수 온도센서

143 : 레벨센서

150 : 3방밸브

151 : 배관

160 : 보조 열교환기

161 : 배관

170 : 냉각수 펌프

172 : 바이패스 배관

174 : 온,오프 전자밸브

176 : 첵크밸브

180,182 : 3방밸브

190 : 보조 증발기

200 : 실내기

210 : 실내 열교환기

220 : 실내기용 팽창밸브

300 : 리시버

310 : 어큐뮬레이터(accumulator)

320 : 오일세퍼레이터(oil seperator)

330 : 액제어밸브

340 : 냉각수 주입구

Claims

냉매를 고온,고압으로 압축하는 압축기(101)와, 이 압축기(101)를 구동시키는 엔진(102)과, 상기 압축기(101)에 의해 압축된 고온,고압의 냉매가 난방 운전시에는 실내기(200)의 실내 열교환기(210)로 바로 보내지고, 냉방 운전시에는 실외 열교환기(110)로 보내지도록 하는 4방밸브(120)와, 압축기(101)에 의해 압축된 고온,고압의 냉매를 저온,저압의 냉매로 팽창시키는 실외기용 팽창밸브(130)로 이루어진 실외기(100)와;

하나 이상의 실내기용 팽창밸브(220) 및 실내 열교환기(210)로 이루어진 실내기(200);로 이루어진 구조로서,

냉각수가 저장되는 냉각수보조탱크(140)와;

상기 냉각수보조탱크(140)로부터 배관(141)을 통해 저온의 냉각수가 지나가서 열교환이 발생하도록 냉각수가 순환되게 하는 보조열교환기(160);와

상기 배관(141)(151)(161)을 통해 냉각수가 순환되도록 해주는 냉각수 펌프(170);로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 시스템의 냉각수 열교환장치.
청구항 1에 있어서,

상기 순환하는 배관(151)쪽으로 엔진(102)으로부터 나온 냉각수의 일부가 지 나가도록 하여 냉매와 열교환되도록 하는 보조 증발기(190)가 갖추어지고,

상기 보조 증발기(190)로부터 열교환되어 나오는 냉각수가 다시 엔진(102)쪽 배관(106)과 연결되는 배관(152)으로 흐르도록 해주는 3방밸브(150)가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 시스템의 냉각수 열교환장치.
청구항 2에 있어서,

상기 배관(151)의 일측으로부터 연장되어 배관(152)과 연통되도록 연결되는 바이패스 배관(172)이 구비되고, 이 배관(172)상에는 온,오프 전자밸브(174)와 첵크밸브(176)가 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 시스템의 열교환장치.
청구항 2에 있어서,

상기 보조증발기(190)는, 엔진(102)으로부터 토출된 냉각수가 3방밸브(180)를 거치면서 그 일부가 이동하여 유입되어 냉매와 열교환이 되도록 하거나, 또는 실외 열교환기(110)의 일측에 구비된 방열기(111)로 보내지도록 하는 3방밸브(182)와 연결되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 시스템의 열교환장치.