KR101138699B1 - 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨에 관한 것으로서, 에어컨의 증발기에서 생성되는 응축수가 집수통으로 이송되면 초음파진동에 의해 안개형태의 수분입자로 되게 한 후 응축기에서 발생하는 열과 서로 열교환하여 응축기의 열은 식혀지게 하고 온도가 상승하는 수분입자는 송풍팬에 의해 외부 또는 공기 중으로 배출되게 한다.

또한, 본 발명은 집수통에 수위감지센서를 설치하여 응축수가 일정이상의 만수위가 되면 이를 감지하여 에어컨의 압축기만 정지시키고 응축수 증발장치는 계속 가동되게 하여 수위를 낮추도록 한다.

이에 따라, 본 발명은 응축수를 별도의 배수과정을 거치지 않고 증발처리할 수 있어 응축수가 드레인판에 고이게 되는 문제점과, 응축수를 배출하기 위한 드레인호스를 배수구위치까지 연장설치하여야 하는 문제점을 사전에 예방할 수 있다.

특히, 본 발명은 배수처리를 할 수 없는 장소에서도 에어컨을 사용할 수 있게 됨은 물론 초음파진동자와 응축기에서 발생하는 열을 이용한 이중 증발처리로 최소의 전력을 이용하고도 응축수를 완전 자동처리할 수 있다.

에어컨, 응축수, 증발, 열교환, 냉각

Description

응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨{Air conditioner of single body type having condensation water evaporation device}

본 발명은 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 증발기에서 생성되는 응축수를 집수통으로 이송시켜 초음파진동에 의해 안개형태의 수분입자로 되게 한 후 응축기 쪽으로 보내 응축기에서 발생하는 열과 서로 열교환하여 응축기의 열은 식혀지게 하고 온도가 상승하는 수분입자는 송풍팬에 의해 외부 또는 공기 중으로 배출되게 하는 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 집수통에 수위감지센서를 설치하여 응축수가 일정이상의 만수위가 되면 에어컨의 압축기만 정지하고 응축수 증발장치는 계속 가동시켜 수위를 낮추게 하는 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨에 관한 것이다.

여기서, 일체형 에어컨이라 함은 하나의 몸체 내에 압축기, 응축기, 모세관 및 증발기가 구비되어 있는 에어컨을 말하는 것으로서, 바퀴를 구비하여 이동가능하게 할 수도 있다.

일반적으로 에어컨은 실내기와 실외기가 일체로 된 창문형과 실내기와 실외기가 분리된 분리형 에어컨으로 분리되며, 실내기에는 실내의 열을 흡수하고 실내에 냉풍을 공급하는 증발기가 실외기와 연결되도록 설치되어 있고, 실외기에는 냉매를 압축하는 압축기와 열을 외부로 내보내는 응축기와 상기 응축기로부터 나오는 냉매의 압력을 감압시켜 실내기의 증발기로 보내주는 모세관이 설치되어 있다.

그리고, 실내기에 설치된 증발기의 열교환에 의해 발생하는 응축수는 드레인판에 모이게 하여 드레인호스를 통해 외부로 배출되게 한다.

그러나, 상기와 같이 증발기의 열교환에 의해 발생하는 응축수가 드레인호스를 통해 완전히 배출되지 않고 드레인판에 고이게 되므로 불결함을 초래할 뿐만 아니라 응축수를 배출하기 위한 드레인호스를 배수구가 위치되는 부분까지 연장설치하여야 함에 따른 번거로움 및 비용이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로서, 그 목적은 증발기에서 생성되는 응축수를 집수통으로 이송시켜 초음파진동에 의해 안개형태의 수분입자로 되게 한 후 응축기에서 발생하는 열과 서로 열교환하여 응축기에서 발생하는 열은 식혀지게 하고 온도가 상승하는 수분입자는 송풍팬에 의해 외부 또는 공기 중으로 배출되게 하는 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 집수통에 수위감지센서를 설치하여 채워지고 있는 응축수가 일정이상의 만수위가 되면, 압축기만 정지하고 응축수 증발장치는 계속 가동되도록 하여 수위를 낮추도록 하는 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명은, 냉매를 압축하는 압축기(11)와 방출열을 외부로 내보내는 응축기(12) 및 상기 응축기로부터 나오는 냉매의 압력을 감압시켜 증발기(13)로 보내주는 모세관을 포함하여 구성되는 일체형 에어컨에 있어서, 상기 증발기의 하측에 위치하여 증발기에서 생성되는 응축수를 저장하는 집수통(20)과, 상기 집수통의 바닥면에 설치되어 증발기에서 집수통으로 유입되는 응축수를 감지하는 응축수감지센서(23)와, 상기 집수통의 저면에 설치되며 응축수감지센서에 의해 응축수가 감지되면 응축수를 진동시켜 미세한 수분입자로 되게 하는 초음파진동자(25)와, 상기 집수통에서 이동해 온 차가운 수분입자와 응축기에서 발생하는 열이 서로 열교환하여 온도가 상승하는 수분입자를 흡입하여 외부로 배출하는 송풍팬(31) 및 상기 응축수감지센서의 출력신호를 전달받아 집수통에 응축수가 있다고 판단되면 초음파진동자를 가동하여 응축수를 미세한 수분입자가 되게 하며 송풍팬을 제어하여 상부로 이동해 온 차가운 수분입자와 응축기에서 발생하는 열이 서로 열교환하여 온도가 상승하는 수분입자를 흡입하여 외부로 배출되게 하는 기능을 포함하는 제어유닛(30)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨을 제공한다.

또한, 본 발명은 집수통(20)의 내부에 설치되며, 초음파진동자(25)에 의해 생성되는 수분입자가 응축수증발관(22)을 통해 응축기(12) 쪽으로 올려 보내지게 바람을 불어주는 응축수증발팬(26)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 집수통(20)에 수위감지센서(24)를 설치하여, 상기 집수통에 응축수가 일정이상의 만수위가 되면 제어유닛(30)에 의해 압축기(11)만 정지하고 응축수 증발장치는 계속 가동이 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨을 제공한다.

이상에서와 같이, 본 발명은 에어컨의 증발기에서 생성되는 응축수를 집수통으로 이송시켜 초음파진동에 의하여 안개형태의 수분입자로 되게 한 후 응축기에서 발생하는 열과 서로 열교환하여 응축기에서 발생하는 열은 식혀지게 하고 온도가 상승하는 수분입자는 송풍팬에 의해 외부 또는 공기 중으로 배출되게 하는 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨을 제공함에 따라 증발기에서 발생하는 응축수를 별도의 배수과정을 거치지 않고 곧바로 증발처리하는 것이 가능하게 된다.

이에 따라, 본 발명은 증발기의 열교환에 의해 발생하는응축수가 드레인판에 고이게 되는 문제점과, 응축수를 배출하기 위한 드레인호스를 배수구가 위치하는 부분까지 연장설치하여야 문제점을 사전에 예방할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 집수통에 수위감지센서를 설치함으로써, 집수통에 응축수가 일정이상의 만수위가 되면 압축기만 정지하고 응축수 증발장치는 계속 가동되게 하여 수위를 낮추게 하는 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨을 제공함에 따라 집수통에 응축수가 과다하게 모여 넘치는 문제점을 미연에 방지할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 응축수를 자체처리하므로 배수처리를 할 수 없는 장소에서도 에어컨을 사용할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 에어컨의 응축수를 자체처리함에 있어, 초음파진동자와 응축기에서 발생하는 열을 이용한 이중 증발처리로 최소의 전력을 이용하면서도 응축수를 완전하게 자동처리할 수 있게 되는 전력절감형 에어컨이다.

특히, 송풍팬을 구동하는 모터의 냉각도 함께 이루어짐에 따라 모터의 효율도 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 응축수 증발장치가 구비된 에어컨의 정단면도 및 측단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 응축수 증발장치의 블록도이다.

본 발명에 따른 일체형 에어컨은, 냉매를 압축하는 압축기(11)와, 열을 외부로 내보내는 응축기(12)와, 상기 응축기로부터 나오는 냉매의 압력을 감압시켜 증발기(13)로 보내주는 모세관 및 응축수를 내부적으로 증발시키는 응축수 증발장치를 포함하여 구성된다.

압축기(11)와 응축기(12)와 모세관 및 증발기(13)에 대한 구성은 종래의 공지된 것과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 다만, 이들의 기능과 역할에 대해서는 도 4 내지 도 7의 응축수 증발과정의 설명을 참조하기로 한다.

상기 응축수 증발장치는, 초음파진동에 의하여 응축수를 안개형태의 미세한 수분입자로 만든 후에 응축기(12)에서 발생하는 열과 서로 열교환하여 상기 응축기에서 발생하는 열은 식혀지게 하고, 이와 반대로 온도가 상승하여 열에 의해 더욱 미세하게 되는 상기 수분입자는 외부로 배출시켜 주는 장치이다.

더욱 상세하게 설명하면, 응축수 증발장치는 응축수감지센서(23)와 수위감지센서(24)와 초음파진동자(Ultrasonic transducer)(25)와 응축수증발팬(26)과 송풍팬(31) 및 제어유닛(30)을 포함하여 구성된다.

집수통(20)은 증발기(13)의 하측에 설치되며, 상기 증발기에서 생성되는 응축수가 응축수배수관(21)을 통해 유입저장되는 용기이다.

이 집수통(20)에는, 응축수감지센서(23)와 수위감지센서(24)와 초음파진동자(25) 및 응축수증발팬(26)이 설치된다.

응축수감지센서(23)는 집수통(20)의 바닥면에 설치되어 증발기(13)에서 응축수배관(21)을 통해 유입되는 응축수를 감지하며, 상기 응축수감지센서에 의해 응축수가 감지되었다는 출력신호가 제어유닛(30)에 전달되면 바로 초음파진동자(25)와 응축수증발팬(26) 및 송풍팬(31)을 작동시켜 응축수의 증발이 이루어지게 한다.

수위감지센서(24)는, 집수통(20)에 채워지고 있는 응축수의 수위가 일정수위에 도달, 즉 만수위가 되면 이를 감지한다.

또한, 수위감지센서(24)는 응축수증발팬(26) 보다는 낮은 위치에 설치하는 것이 바람직하다.

집수통(20)의 수위감지센서(24)가 있는 위치까지 응축수가 채워지면, 즉 만수위가 되면 제어유닛(30)의 제어에 따라 에어컨의 압축기(11)만 정지하고 응축수 증발장치는 계속 가동된다.

이에 따라, 압축기(11)의 작동이 정지되어 더 이상의 응축수는 발생하지 않도록 하면서 계속적인 응축수 증발장치의 가동으로 응축수 증발이 이루어지게 함으로써 응축수의 수위는 점점 낮아지게 되며, 이후, 응축수가 만수위 아래로 내려가면 제어유닛(30)의 제어에 따라 상기 압축기는 다시 작동하게 된다.

초음파진동자(25)는 전기에너지를 초음파로 바꾸는 장치로서, 제어유닛(30)의 제어에 의해 작동하여 응축수를 미세한 수분입자로 되게 한다.

이러한 초음파진동자(25)는, 앞에서도 언급한 바와 같이 응축수감지센서(23)에 의해 응축수가 감지되면 곧바로 작동하게 된다.

또한, 초음파진동자(25)는 이물질 등에 의하여 고장이 발생할 우려가 있기 때문에 다수 개를 설치하는 것이 바람직하다.

응축수증발팬(26)은 집수통(20)의 내부에 설치되며, 초음파진동자(25)에 의해 생성되는 수분입자를 응축수증발관(22)을 통해 응축기(12) 쪽으로 올려보내는 역할을 한다.

따라서, 응축기(12)에서의 냉매 응축과정에서 발생하는 열은 하부에서 올라온 응축수의 수분입자와 서로 열교환을 하게 된다.

즉, 냉매 응축과정에서 발생하는 열과 차가운 수분입자는 서로 만나서 열교환을 하게 되므로 응축기(12)에서 발생하는 열은 식혀지는 반면에 응축수의 차가운 수분입자는 온도가 상승하게 되는 것이며, 이에 따라 수분입자는 그 크기도 더욱 작아져 완전한 기화상태가 된다.

이렇게 기화된 수분입자는 송풍팬(31)에 의해 흡입되어 상측 또는 일측에 구비되는 배출구(미도시)를 통해 외부 또는 공기 중으로 배출된다.

또한, 온도가 상승한 수분입자를 외부로 배출할 때에는 덕트(미도시)를 이용하는 것이 좋다.

그리고, 송풍팬(31)을 구동하는 모터(32)도 상기 수분입자에 의해 식혀지기도 한다.

아울러, 수분입자는 응축수증발팬(26)의 풍력(밀어내는 힘)과 송풍팬(31)의 흡입력에 의해 빠르게 이송된다.

한편, 응축기(12)에서 발생하는 열과 하부에서 올라오는 수분입자는 송풍팬(31)과 응축기(12)의 사이에서 만나도록 구성하는 것이 좋다.

제어유닛(30)은 응축수감지센서(23)의 출력신호를 전달받아 집수통(20)에 응축수가 있다고 판단되면 초음파진동자(25)를 가동하여 응축수를 미세한 수분입자가 되도록 하는 기능과, 응축수증발팬(26)을 제어하여 상기 초음파진동자에 의해 생성되는 수분입자가 응축수증발관(22)을 통해 응축기(12) 쪽으로 올려 보내지게 하는 기능과, 송풍팬(31)을 제어하여 상부로 이동해 온 차가운 수분입자와 상기 응축기에서 발생하는 열이 서로 만나서 열교환하여 온도가 상승하는 수분입자를 흡입하여 외부로 배출시켜 주는 기능과, 수위감지센서(24)의 출력신호를 판독하여 상기 집수통에 유입된 응축수가 일정이상의 만수위라고 판단되면 에어컨의 압축기(11)만 정지시키고 응축수 증발장치는 계속 가동하게 하며 수위가 만수위 이하로 내려가면 다시 상기 압축기를 재가동하게 하는 기능을 수행한다.

이와 같은 작동에 의해 응축기(12)에서 발생하는 열은 송풍팬(31) 및 차가운 수분입자에 의해 냉각되게 하므로 상기 응축기에서 발생하는 열의 냉각효율이 종래에 비해 월등히 우수해짐과 동시에 온도가 상승하는 응축수는 외부 또는 공기 중으로 배출시킴에 따라 응축수의 배수에 대한 염려를 할 필요가 없게 된다.

또한, 드레인판에는 증발기(13)에서 발생하는 응축수에 포함된 이물질이나 미세먼지 등을 걸러내는 거름망을 설치하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 응축수 증발장치를 이용한 응축수 증발과정을 보여준 순서도이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 응축수 증발장치를 이용한 응축수 증발과정을 나타내는 단면도이다.

본 발명은 다음과 같은 일반적인 에이컨의 작동을 수행하면서 추가로 응축수 증발과정을 함께 병행한다.

먼저, 압축기(11)에서는 증발기(13)에서 증발한 대략 8~11℃의 저온저압 냉매(예: 프레온가스 등)를 흡입, 압축하여 압력을 높여서 70~80℃ 정도의 비교적 높은 온도에서도 액화(기체가 액체로 되는 것)할 수 있는 상태로 만든다.

이와 같이 냉매가 압축과정을 거치면, 냉매 기체분자의 운동에너지가 증가하여 분자충돌로 인해 에너지를 얻어 냉매가스의 온도가 올라가고 분자 사이의 거리가 매우 좁아져 단위체적당 분자수가 증가하게 된다.

이러한 압축과정을 거친 고온고압의 냉매는 응축기(12)로 들어가서 응축과정을 거치면 냉매가 열을 방출하여 액체로 되는 현상, 즉, 실외공기가 냉매가스의 열을 제거하면 냉매가스는 액화현상이 나타나고 증기와 액체의 혼합상태가 되어 완전히 응축된 중온고압의 액체상태가 된다.

그리고, 응축과정을 거친 중온고압의 액체상태인 냉매는 모세관으로 보내져 상기 모세관에서 냉매의 압력이 감압되므로 저온저압의 액체상태의 냉매가 된다.

이렇게 감압과정을 거친 저온저압의 액체상태의 냉매는, 증발기(13)로 들어가서 실내공기로부터 열을 빼앗아 기화되기 때문에 그 결과 실온이 내려가서 냉방효과를 얻을 수 있게 된다.

이와 같이, 증발기(13)에서는 응축수가 생성되고(S101), 상기 응축수는 응축수배수관(21)을 통해 집수통(20)으로 유입되며, 이에 따라 응축수감지센서(23)에 의해 응축수가 감지되고(S102), 이에 따라 초음파진동자(25)가 가동된다(S103).

이렇게 되면, 초음파진동이 응축수에 가해져 안개형태로 생성되는 미세한 수분입자(41)는 집수통(20)의 응축수증발관(22)을 통해 상부로 이송되며, 이때 응축수증발팬(26)의 가동에 의해 이송은 더욱 원활해진다(S104).

그리고, 상부로 이송된 차가운 수분입자(41)는 응축기(12)의 냉매응축과정에서 발생하는 열(43)과 만나서 서로 열교환하므로 상기 수분입자는 온도가 상승하여 더욱 미세한 수분입자로 됨과 동시에 응축기의 열은 식혀져서 냉각된다.

또한, 온도가 상승하여 더욱 미세하게 되는 수분입자(42)는 송풍팬(31)에 의해 배출구(미도시)를 통해 외부 또는 공기 중으로 배출된다(S105).

이러한 과정에서 집수통(20)에 채워지고 있는 응축수의 수위는 수위감지센서(24)에 의해 감지되어 그 출력신호가 제어유닛(30)에 전달되며, 상기 제어유닛에서는 응축수의 수위가 일정이상, 즉, 만수위인지를 판단하게 된다(S106).

만수위가 발생하는 원인으로는, 설치된 다수의 초음파진동자(25)들 중 일부의 초음파진동자가 고장이 나거나 응축수에 이물질이 다량 함유되어 있거나 응축수증발팬(26)이 제 역할을 못하게 되는 경우 등이 이에 속한다.

따라서, 응축수의 수위감지단계(S106)에서 응축수의 수위가 일정이상 초과하면 제어유닛(30)은 에어컨의 압축기(11)만 정지시키고, 응축수 증발장치는 계속 가동하도록 제어(S107)(S108)하므로 초음파진동자(25)와 응축수증발팬(26) 및 송풍팬(31) 등은 계속하여 구동된다.

이와 같이 압축기(11)의 작동을 정지하고, 응축수 증발장치는 계속하여 가동함에 따라 응축수의 수위는 점점 낮아지게 되며, 또한 응축수가 만수위 아래로 내려가면 제어유닛(30)의 제어에 따라 상기 압축기는 다시 작동한다.

이처럼 본 발명은 기존의 에어컨에 응축수 증발장치를 추가 구성함에 따라 응축수 배수시설을 설치할 필요가 없게 될 뿐만 아니라 응축기(12) 및 송풍팬(31)을 구동하는 모터(32)도 냉각시킬 수 있게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 응축수 증발장치가 구비된 에어컨의 정단면도

도 2는 본 발명에 따른 응축수 증발장치가 구비된 에어컨의 측단면도

도 3은 본 발명에 따른 응축수 증발장치의 블록도

도 4는 본 발명에 따른 응축수 증발장치를 이용한 응축수 증발과정을 보여준 순서도

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 응축수 증발장치를 이용한 응축수 증발과정을 나타내는 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11: 압축기 12: 응축기

13: 증발기 20: 집수통

21: 응축수배수관 22: 응축수증발관

23: 응축수감지센서 24: 수위감지센서

25: 초음파진동자 26: 응축수증발팬

30: 제어유닛 31: 송풍팬

32: 모터

Claims (3)

1. 냉매를 압축하는 압축기(11)와 열을 외부로 내보내는 응축기(12) 및 상기 응축기(12)로부터 나오는 냉매의 압력을 감압시켜 증발기(13)로 보내주는 모세관을 구비하여 구성되는 일체형 에어컨에 있어서,

   상기 증발기(13)의 하측에 설치되며, 상기 증발기(13)에서 생성되는 응축수를 저장하는 집수통(20)과;

   상기 집수통(20)의 바닥면에 설치되며, 상기 증발기(13)에서 집수통(20)으로 유입되는 응축수를 감지하는 응축수감지센서(23)와;

   상기 집수통(20)의 바닥면에 설치되며, 상기 응축수감지센서(23)에 의해 응축수가 감지되면 작동하여 응축수를 진동시켜 미세한 수분입자로 되게 하는 초음파진동자(25)와;

   상기 집수통(20)에서 이동해 와 응축기(12)에서 발생하는 열과 서로 열교환하여 온도가 상승하는 수분입자를 흡입하여 외부로 배출시키는 송풍팬(31); 및

   상기 응축수감지센서(23)의 출력신호를 전달받아 초음파진동자(25)와 송풍팬(31)의 작동을 제어하는 제어유닛(30)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨.
2. 제1항에 있어서,

   상기 집수통(20)의 내부에 설치되며, 상기 초음파진동자(25)에 의해 생성되는 수분입자를 응축수증발관(22)을 통해 응축기(12) 쪽으로 올려보내는 바람을 불어주는 응축수증발팬(26)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 집수통(20)에 설치되며, 상기 집수통(20)에 채워지는 응축수가 일정이상의 만수위가 되면 이를 감지하여 제어유닛(30)의 제어에 의해 압축기(11)만 정지하고 응축수 증발장치는 계속 작동하게 하는 수위감지센서(24)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨.

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