KR101123307B1 - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 공기조화기는 냉매가 실내기 내부에서 부동액으로 열을 방출하면서 응축되고 부동액이 실외로 이동되어 실외로 열을 방출하므로, 실내기를 이동하여 재설치하고자 하는 경우 부동액 순환관을 연장하거나 단축하면 실내기를 간편하고 용이하게 재설치할 수 있게 된다.

공기조화기, 실내기, 압축기, 응축기, 팽창기, 증발기, 냉각기, 예냉기, 드레인 팬, 부동액

Description

공기조화기{Air conditioner}

도 1은 종래 기술에 따른 공기조화기의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50: 실내기 52; 압축기

54: 응축기 54a: 냉매 유로

54b: 부동액 유로 56: 팽창기구

58: 증발기 60: 드레인 팬

62: 예냉기 63: 냉각 셀

64: 냉매관 65: 안내호스

66: 드레인 호스 67: 공기 흡입구

68; 공기 토출구 69: 실내 팬

72: 냉각기 74: 실외팬

76: 부동액 순환관 76a: 제 1 부동액 순환관

76b: 제 2 부동액 순환관 78; 부동액 주입구

80: 펌프 A: 실내

B: 실외 W: 건물 외벽

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 냉매가 실내기 내부에서 부동액으로 열을 방출하면서 응축되고 부동액이 실외로 이동되어 실외로 열을 방출하는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어지는 냉매의 냉동사이클을 이용하여 실내를 냉/난방 시키는 장치로서, 상기 냉매로는 프레온 가스 등이 사용된다.

상기 공기조화기는 실내기와 실외기의 분할 여부에 따라 일체형과 분리형으로 구분된다.

상기한 일체형과 분리형은 기능적으로는 같지만, 상기 일체형은 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기가 하나의 장치 내에 내장되고, 상기 장치를 실외에 설치하고 상기 장치에 흡입덕트/토출덕트를 연결하거나, 상기 장치를 건물의 벽 또는 창에 설치하는 것이다.

반면에, 분리형은 실내기와 실외기에 상기 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기가 나뉘어 내장되고, 실내기와 실외기가 냉매배관으로 연결되어, 실내기가 냉방 혹은 난방을 기능을 수행한다.

도 1은 종래 기술에 따른 공기조화기의 개략도이다.

종래 기술에 따른 분리형 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 실내기(10)에 증발기(12)와 실내팬(14)이 장착되고, 실외기(20)에 응축기(22)와 압축기(24)와 실외팬(26)와 팽창기구(28)가 장착되고, 실내기(10)와 실외기(20)는 냉매 배관(30)으로 연결되어 있다.

냉매 배관(30)은 액관(31)과 가스관(33)으로 나누어져 실내기(10)와 실외기(20)에 사이에 연결된다.

액관(31)과 가스관(33)의 각각은 실내기(10) 및 실외기(20)가 설치된 이후, 실내와 실외의 사이에 길게 배치되어 실내기(10)에 일단이 연결되고, 상기 실외기(20)에 타단이 연결된다.

냉매 배관(30)은 액관(31)과 가스관(33)을 보호함과 아울러 효율이 저하는 되는 것을 방지하기 위해 단열재가 씌워진다.

참조 부호 W는 상기 냉매 배관(30)이 관통되는 건물 외벽이다.

상기와 같이 구성된 종래의 분리형 공기조화기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 압축기(24)에서 압축된 고온 고압의 가스 냉매는 응축기(22)에서 외부 공기와 열교환되어 고압의 액체상태로 변하게 된다. 이와 같은 액냉매는 팽창 기구(28)를 통해 저온 저압의 이상 상태로 변하고 상기 액관(31)을 통해 실내기(10)의 증발기(12)로 유입된다.

그리고, 실내기(10)의 증발기(12)로 유입된 냉매는 가스 상태로 변하여 가스관(33)을 통해 압축기(22)로 되돌아간다.

그러나, 종래 기술에 따른 분리형 공기조화기는 상기 실내기(10)를 이동하여 상기 냉매 배관(30)의 길이가 변경되는 경우, 안전 등의 이유로 전문 설치업자가 필요하게 되고, 냉매 배관(30)이 부득이하게 길어지는 경우 냉매 배관의 압력 강하가 증대되어 효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실내기의 이동 및 설치가 용이한 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 응축수를 이용하여 시스템 효율을 상승시킬 수 있는 공기조화기를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기는 냉매를 압축시키는 압축기와; 상기 압축기에서 압축된 냉매가 부동액으로 열을 방출하면서 응축되는 응축기와; 상기 응축기를 통과한 냉매가 팽창되는 팽창기와; 상기 팽창기에서 팽창된 냉매가 주변의 열을 빼앗으면서 증발되는 증발기와; 상기 응축기에서 흡열된 부동액이 실외 공기로 열을 방출하도록 실외에 설치된 냉각기와; 상기 부동액이 상기 냉각기와 응축기 사이를 순환하도록 상기 냉각기와 응축기 사이에 설치된 부동액 안내 호스와; 상기 부동액 안내 호스 일측에 설치되어 부동액을 펌핑시키는 펌프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압축기와, 응축기와, 팽창기와, 증발기는 실내기에 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기조화기는 상기 증발기의 표면에서 낙하된 응축수를 받는 드레인 팬과, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 드레인 팬에 수거된 응축수로 예냉시키는 예냉기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드레인 팬과, 예냉기는 실내기에 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 예냉기는 상기 드레인 팬에서 공급된 응축수가 담겨지는 냉각 셀과, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 통과하고 상기 냉각 셀 내에 배치된 냉매관으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기조화기는 상기 드레인 팬에 수거된 응축수를 상기 냉각 셀로 안내하는 안내 호스와, 상기 냉각 셀 내의 응축수를 공기조화기 외부로 배수하는 드레인 호스를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉매관은 코일 모양으로 말린 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 응축기는 플랫 튜브형 열교환기인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 응축기는 상기 냉매가 통과하는 냉매유로와 상기 부동액이 통과하는 부동액유로를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기조화기는 실외 공기를 상기 냉각기로 송풍시키는 실외 팬을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부동액 순환관에는 부동액을 주입하는 부동액 주입구가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기조화기는 상기 부동액 순환관이 연결되어 부동액을 상기 응축기와 냉각기로 순환시키도록 펌핑시키는 펌프를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부동액은 에틸렌글리콜(ethylene glycol)인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 개략도이다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 도 2에 도시된 바와 같이, 실내기(50)에 저온 저압의 기체 냉매를 고온 고압으로 압축시키는 압축기(52)와, 상기 압축기(52)에서 압축된 고온 고압의 기체 냉매가 부동액(점선)으로 열을 방출하면서 응축되는 응축기(54)와, 상기 응축기(54)를 통과한 냉매가 팽창되는 팽창기(56)와, 상기 팽창기(56)에서 팽창된 냉매가 주변의 열을 빼앗으면서 증발되는 증발기(58)와, 상기 공기조화기는 상기 증발기(58)의 표면에서 낙하된 응축수를 받는 드레인 팬(60)과, 상기 압축기(62)에서 압축된 고온 고압의 기체 냉매를 상기 드레인 팬(60)에 수거된 응축수로 예냉시키는 예냉기(62)가 설치된다.

상기 냉매(실선)는 프레온 가스 등이 사용된다.

상기 응축기(54)는 플랫 튜브형 열교환기로서, 상기 냉매가 통과하는 냉매유로(54a)와 상기 부동액이 통과하는 부동액유로(54b)를 갖는다.

상기 예냉기(62)는 상기 드레인 팬(60)에서 공급된 응축수가 담겨지는 냉각 셀(63)과, 상기 압축기(52)에서 압축된 냉매가 통과하고 상기 냉각 셀(63) 내에 배 치된 냉매관(64)으로 구성된다.

상기 드레인 팬(60)과 냉각 셀(63)에는 상기 드레인 팬(60)에 수거된 응축수를 상기 냉각 셀(63)의 내부로 안내하는 안내 호스(65)가 연결된다.

상기 냉각 셀(63)에는 상기 냉매관(63)을 냉각시킨 응축수를 실내기 외부, 특히 실외로 배수하는 드레인 호스(66)가 연결된다.

상기 냉매관(64)은 코일 모양으로 말리게 이루어진다.

한편, 상기 실내기(50)에는 실내(A)의 공기가 흡입되는 공기 흡입구(67)와, 상기 실내기(50) 내부에서 냉각된 공기가 실내(A)로 토출되는 공기 토출구(68)가 형성되고, 그 내부에는 실내(A)의 공기가 상기 실내기(50) 내부를 통과한 후 다시 실내(A)로 토출되게 하는 실내 팬(69)이 설치된다.

그리고, 실외에는 상기 응축기(54)에서 흡열된 부동액이 실외 공기로 열을 방출하는 냉각기(72)가 설치되고, 실외(B)의 공기를 상기 냉각기(72)로 송풍시키는 실외 팬(74)을 더 포함하여 구성된다.

한편, 상기 냉각기(72)와 응축기(54)의 사이에는 부동액이 상기 냉각기(72)와 응축기(54) 사이를 순환하도록 부동액 순환관(76)이 설치된다.

상기 부동액 순환관(76)은 상기 응축기(54)의 부동액 유로(54b) 출구와 상기 냉각기(72)의 입구 사이에 연결된 제 1 부동액 순환관(76a)과, 상기 냉각기(72)의 출구와 상기 응축기(54)의 부동액 유로(54b) 입구 사이에 연결된 제 2 부동액 순환관(76b)로 구성된다.

상기 부동액 순환관(76)의 일측에는 부동액을 주입하는 부동액 주입구(78)가 형성된다.

한편, 실내기(50)에는 상기 부동액 순환관(76)이 연결되어 부동액을 상기 응축기와 냉각기로 순환시키도록 펌핑시키는 펌프(80)가 설치된다.

상기 부동액은 에틸렌글리콜(ethylene glycol)이다.

참조 부호 52a는 상기 증발기(58)에서 증발된 저온 저압의 기체 냉매가 상기 압축기(52)로 유입되기 위해 안내되는 압축기 흡입관이고, 참조 부호 52b는 상기 압축기(52)에서 압축된 고온 고압의 기체 냉매가 상기 예냉기(62)의 냉매관(64)으로 유입되기 위해 안내되는 압축기 토출관이다.

참조 부호 54c는 상기 예냉기(62)의 냉매관(64)를 통과한 예냉된 냉매가 상기 응축기(54)의 냉매 유로(54a)로 유입되기 위해 안내되는 응축기 흡입관이고, 참조 부호 54d는 상기 응축기(54)의 냉매 유로(54a)를 통과한 액체 냉매가 상기 팽창기로 유입되기 위해 안내되는 응축기 배출관이다.

참조 부호 58a는 상기 팽창기(56)를 통과한 2상 냉매가 상기 증발기(58)로 유입되기 위해 안내되는 증발기 흡입관이다.

참조 부호 79는 상기 부동액 주입구(68)를 막는 마개이다.

참조 부호 W는 상기 부동액 순환관(76)과 드레인 호스(66)가 관통되는 건물 외벽이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 실내기(50)가 운전 조작되면, 상기 압축기(52)와 상기 실내팬(69)과 실외팬(74)과 펌프(80)는 작동된다.

상기 실내팬(69)의 작동시 실내의 공기는 상기 공기 흡입구(67)을 통해 실내기(50) 내부로 흡입되고, 상기 증발기(58) 주변으로 송풍된 후 상기 공기 토출구(68)을 통해 실내로 다시 토출된다.

그리고, 상기 압축기(52)의 작동시 상기 압축기(52)에서는 고온 고압의 기체 냉매가 토출되고, 토출된 냉매는 상기 예냉기(62)의 냉매관(64)을 통과한 후 상기 응축기(54)로 이동된다.

상기 응축기(54)로 이동된 냉매는 상기 응축기(54)의 냉매 유로(54a)를 통과하면서 상기 응축기(54)의 부동액 유로(54b) 내의 부동액으로 열을 방출하면서 응축되고, 상기 팽창기(56)로 이동된다.

상기 팽창기(56)로 이동된 냉매는 상기 팽창기(56)을 통과하면서 감압되어 액체와 기체의 2상 냉매로 바뀌고, 상기 증발기(58)로 이동된다.

상기 증발기(58)로 이동된 냉매는 상기 실내 팬(69)에 의해 송풍되는 공기로부터 열을 빼앗아 증발되고, 상기 압축기(52)로 순환되고, 상기와 같은 순환을 반복하면서 상기 실내의 공기를 냉방시킨다.

한편, 상기 증발기(58)의 표면에는 주변의 공기가 상기 증발기(58)로 열을 빼앗기면서 수분이 응축되고, 응축수가 상기 드레인 팬(60)으로 낙하되며, 낙하된 응축수는 상기 안내 호스(65)를 통해 상기 예냉기(62)의 냉각 셀(63)로 유입된다.

상기 냉각 셀(63)로 유입된 응축수는 상기 예냉기(62)의 냉매관(64)을 냉각시켜 상기 예냉기(62)의 냉매관(64)를 통과하는 냉매가 상기 응축기(54)로 유입되 기 전에 일부 응축되게 하고, 상기 드레인 호스(66)를 통해 실외로 배수된다.

한편, 상기 실외팬(74)의 작동시 실내의 공기는 상기 냉각기(72)로 송풍되어 상기 냉각기(72) 내의 부동액이 외부로 열을 방출하게 한다.

그리고, 상기 펌프(80)의 작동시 상기 냉각기(72)를 통과하면서 실외 공기로 열을 빼앗겼던 부동액(점선)은 상기 제 2 부동액 순환관(76b)을 통해 상기 응축기(54)의 부동액 유로(54b)로 유입된다.

상기 응축기(54)의 부동액 유로(54b)로 유입된 부동액은 상기 응축기(54)의 냉매 유로(54a)를 통과하는 냉매의 열을 빼앗아 가열되고, 상기 제 1 부동액 순환관(76a)을 통해 상기 냉각기(72)로 순환되어 다시 실외(B)의 공기로 열을 빼앗기며, 상기와 같은 순환을 반복하면서 상기 응축기(54)의 냉매 유로(54a)를 통과하는 냉매의 열을 실외로 운반한다.

한편, 상기 공기조화기는 상기 실내기(50)를 이동하여 재설치할 경우 사용자가 상기 부동액 순환관(76)을 연장하거나 단축하여 상기 실내기(50)를 간편하게 용이하게 재설치할 수 있고, 상기 부동액 주입구(78)를 통해 부동액을 주입하거나 빼내어 부동액의 과부족에 적절하게 대응할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기는 냉매가 실내기 내부에서 부동액으로 열을 방출하면서 응축되고 부동액이 실외로 이동되어 실외로 열을 방출하므로, 실내기를 이동하여 재설치하고자 하는 경우 부동액 순환관을 연장하거나 단축하면 실내기를 간편하고 용이하게 재설치할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기는 냉매가 응축기로 유입되기 전에 응축수에 의해 냉각된 후 응축기에서 부동액과 열교환되어 응축되므로, 부동액의 사용시 발생될 수 있는 냉동 성능 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 오히려 냉동 성능이 향상되는 이점이 있다.

Claims (13)

1. 삭제
2. 삭제
3. 냉매를 압축시키는 압축기와;

   상기 압축기에서 압축된 냉매가 부동액으로 열을 방출하면서 응축되는 응축기와;

   상기 응축기를 통과한 냉매가 팽창되는 팽창기와;

   상기 팽창기에서 팽창된 냉매가 주변의 열을 빼앗으면서 증발되는 증발기와;

   상기 응축기에서 흡열된 부동액이 실외 공기로 열을 방출하도록 실외에 설치된 냉각기와;

   상기 부동액이 상기 냉각기와 응축기 사이를 순환하도록 상기 냉각기와 응축기 사이에 설치된 부동액 순환관과;

   상기 증발기의 표면에서 낙하된 응축수를 받는 드레인 팬과;

   상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 드레인 팬에 수거된 응축수로 예냉시키는 예냉기를 포함하는 공기조화기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 드레인 팬과, 예냉기는 실내기에 설치된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 예냉기는 상기 드레인 팬에서 공급된 응축수가 담겨지는 냉각 셀과,

   상기 압축기에서 압축된 냉매가 통과하고 상기 냉각 셀 내에 배치된 냉매관으로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 공기조화기는 상기 드레인 팬에 수거된 응축수를 상기 냉각 셀로 안내하는 안내 호스와,

   상기 냉각 셀 내의 응축수를 공기조화기 외부로 배수하는 드레인 호스를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 냉매관은 코일 모양으로 말린 것을 특징으로 하는 공기조화기.
8. 제 3 항에 있어서,

   상기 응축기는 플랫 튜브형 열교환기인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
9. 제 3 항에 있어서,

   상기 응축기는 상기 냉매가 통과하는 냉매유로와 상기 부동액이 통과하는 부동액유로를 갖는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
10. 제 3 항에 있어서,

    상기 공기조화기는 실외 공기를 상기 냉각기로 송풍시키는 실외 팬을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
11. 제 3 항에 있어서,

    상기 부동액 순환관에는 부동액을 주입하는 부동액 주입구가 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
12. 제 3 항에 있어서,

    상기 공기조화기는 상기 부동액 순환관이 연결되어 부동액을 상기 응축기와 냉각기로 순환시키도록 펌핑시키는 펌프를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
13. 제 3 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 부동액은 에틸렌글리콜(ethylene glycol)인 것을 특징으로 하는 공기조화기.

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