KR101333984B1

KR101333984B1 - 공기조화기

Info

Publication number: KR101333984B1
Application number: KR1020060100612A
Authority: KR
Inventors: 구자형; 박일웅; 백승철; 신수연; 이동혁
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2013-11-27
Also published as: CN101165436A; WO2008047984A2; CN101165436B; EP2054672A4; WO2008047984A3; US7707851B2; US20080087031A1; KR20080034551A; EP2054672A2

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 과냉각기가 구비되어 냉방 효율이 향상되는 공기조화기에 관한 것이다.

본 발명에 의한 공기조화기는, 공기 조화를 위한 실내공간의 공기와 냉매가 열교환되는 제1열교환기와; 상기 제1열교환기와 배관에 의해 연결되고, 냉매가 열교환되는 제2열교환기와; 상기 제1열교환기 및 제2열교환기로부터 유입되는 냉매를 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매로 분리하는 어큐뮬레이터와; 상기 제1열교환기와 제2열교환기 사이의 냉매 유동을 안내하는 냉매배관과; 상기 냉매배관을 따라 직선형으로 성형되어 냉매를 과냉각시키는 다수개의 과냉각기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 공기조화기에 의하면 과냉각 효율이 향상되고, 냉매의 효율적인 유동이 가능해지는 이점이 있다.

공기조화기, 과냉각기, 직선형, 다수개

Description

공기조화기 {Air conditioner}

도 1 은 종래 기술에 의한 공기조화기의 과냉각기를 나타낸 정면도.

도 2 는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 멀티형 수냉식 공기조화기의 구성을 나타낸 블럭구성도.

도 3 은 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 멀티형 수냉식 공기조화기 실외기의 내부 구성을 나타낸 분해사시도.

도 4 는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 멀티형 수냉식 공기조화기의 실외기에 장착되는 과냉각기의 외형을 나타낸 사시도.

도 5 는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 멀티형 수냉식 공기조화기의 실외기에 장착되는 과냉각기의 냉매 흐름을 나타낸 사시도.

도 6 은 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 멀티형 수냉식 공기조화기의 실외기 구성을 나타낸 블럭구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100. 실내기 120. 제1열교환기

140. 팽창밸브 200. 실외기

201. 전면판넬 202. 좌측판넬

203. 우측판넬 204. 후면판넬

205. 상면판넬 206. 베이스

210. 프레임 212. 세로프레임

214. 가로프레임 220. 제2열교환기

221. 물공급부 222. 물회수부

223. 냉매입구 224. 냉매출구

230. 압축기 231. 인버터압축기

232. 정속압축기 240. 어큐뮬레이터

241. 오일분리기 242. 제1오일분리기

243. 제2오일분리기 244. 오일분리기체크밸브

250. 오일회수부 251. 제1오일회수관

252. 제1회수균유관 253. 제1회수밸브

254. 제2오일회수관 255. 제2회수균유관

256. 제2회수밸브 261. 제1균유관

262. 제1균유밸브 263. 제2균유관

264. 제2균유밸브 270. 메인냉매밸브

272. 핫가스관 274. 핫가스밸브

280. 과냉각기 281. 역이송관

282. 팽창부 283. 과냉각밸브

284. 과냉각관 285. 내부관

286. 외부관 287. 외부관입구

288. 외부관출구 289. 과냉각회수관

300. 냉매배관 420. 물공급관

440. 물회수관 C. 냉각탑

일반적으로 공기조화기는 사무실 또는 주택 등과 같은 실내 공간의 공기를 냉방하거나 난방하게 되는 냉/난방 기기로서 압축―응축―팽창―증발로 이루어지는 일련의 냉매 사이클을 구성하게 된다. 이러한 공기조화기는 냉매와 공기를 열교환시켜 원하는 공간의 공기를 냉/난방하게 된다.

최근 공기조화기는 삶의 질 향상에 부응하여 냉/난방 외에 실내의 오염된 공기를 흡입하여 여과시킨 후 깨끗한 공기를 실내로 재투입하는 공기 정화기능과, 다습한 공기를 건습 공기로 만들어 실내로 재투입하는 제습 기능 등 여러가지 부가적인 기능들을 겸하고 있다.

그리고, 공기조화기는 알려진 바와 같이 실내기와 실외기가 각각 분리되어 설치되는 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기가 일체로 설치되는 일체형 공기조화기로 크게 나누어지며, 설치 공간이나 소음 등을 고려하여 분리형 공기조화기가 선호되는 추세이다.

또한, 공기를 이용하여 냉매를 열교환시켜 공기 조화를 위한 실내 공간을 조화시키는 공냉식 공기조화기를 대신하여 물을 이용하여 냉매를 열교환시켜 공기 조화를 위한 실내 공간을 조화시키는 수냉식 공기조화기의 개발이 증가하고 있다. 이러한 수냉식 공기조화기는 공냉식 공기조화기의 가동시 과다하게 발생되는 전력 소비량을 감소시키기 위한 대안으로 선호되고 있으며, 활발한 연구 개발이 진행되고 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 멀티형 공기조화기를 예를 들어 종래 기술에 의한 공기조화기를 살펴보기로 한다.

도 1에는 종래 기술에 의한 공기조화기의 과냉각기를 나타낸 정면도가 도시되어 있다. 종래 기술에 의한 멀티형 공기조화기는 각각의 실내공간에 장착되어 실내공간의 공기와 열교환하여 실내공간의 공기를 조화시키는 실내기와, 배관에 의해 실내기와 연결되며, 냉매가 열교환되는 실외기로 크게 구성된다.

상기 실내기에는 실내공간의 공기와 냉매가 열교환되는 실내열교환기가 구비되며, 상기 실외기에는 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매가 열교환되는 실외열교환기 등이 구비되고, 실내기와 실외기는 냉매의 유동을 안내하는 냉매배관에 의해 연통되도록 성형된다.

상기 실내기는 실내공간의 공기를 흡입하여 상기 실내열교환기의 내부에 유동되는 냉매와 열교환시켜 열교환된 공기를 다시 실내공간으로 재투입하는 역할을 담당하게 된다. 이러한 실내기는 각각의 실내공간에 적합한 형태로 설치된다.

상기 실외기는 실내열교환기의 내부를 통과하면서 실내공간의 공기와 열교환 된 냉매를 실외열교환기의 내부로 안내하여 실외열교환기에서 열교환되도록 하는 역할을 담당하게 된다.

한편, 상기 실외기에는 상기 실내열교환기와 실외열교환기 사이에 연결되는 냉매배관에 장착되어 냉매배관을 따라 유동하게 되는 냉매를 과냉각시키는 과냉각기(10)가 구비된다. 상기 과냉각기(10)는 이중관을 나선형으로 적층하여 전체적으로 중앙부가 비어있는 원기둥 형상의 외관을 가지도록 성형된다.

즉, 상기 과냉각기(10)는 냉매가 유동되는 냉매배관을 과냉각된 냉매가 유동되는 냉매관이 감싸도록 이중관으로 성형된다. 이러한 이중관이 나선형으로 적층되도록 성형된다. 이중관으로 성형되는 과냉각기(10)는 내부 중앙에 내부관이 성형되고, 이러한 내부관을 외부에서 감싸도록 외부관이 성형되며, 내부관을 따라 유동되는 냉매와 냉매배관의 외부에 유동되는 냉매가 서로 열교환되도록 성형된다.

다시말해, 상기 과냉각기(10)는 내부에 성형되는 내부관이 상기 냉매배관과 연통되도록 성형되며, 외부에 성형되는 외부관이 과냉각된 냉매가 유동되도록 이중관으로 성형되며, 나선형으로 적층되도록 성형된다.

상기 과냉각기(10)의 구성을 제외한 다른 구성 요소는 일반적인 공기조화기의 구성과 동일하므로 별도의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그러나, 상기한 바와 같이 구성되는 종래 기술에 의한 공기조화기에서는 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.

종래 기술에 의한 수냉식 공기조화기에서는 이중관으로 성형되는 과냉각기가 나선형으로 적층되면서 내부에 유동되는 냉매를 과냉각시키게 된다.

이처럼, 나선형으로 적층되도록 성형되어 내부에 유동되는 냉매를 과냉각시키는 과냉각기는 크기가 대형화되는 문제점이 발생하게 된다. 크기가 대형화되는 과냉각기로 인해 공기조화기 전체의 크기가 대형화되는 문제점이 발생하게 된다.

공기조화기 전체의 크기가 대형화되면, 공기조화기를 설치하기 위한 공간이 넓어져야 되는 문제점이 발생하게 되며, 이로 인해 공기조화기의 설치성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

제품의 크기가 대형화됨에 따라 생산비가 증가하게 되며, 생산성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

또한, 적층되면서 설치됨에 따라 과냉각 효율이 저하되는 문제점이 발생하게 되고, 냉매의 유동이 원활하지 못하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 공기조화기의 목적은 다수개의 과냉각기가 구비되며, 직선형으로 성형되는 공기조화기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 공기조화기는, 공기 조화를 위한 실내 공간의 공기와 냉매가 열교환되는 제1열교환기와; 상기 제1열교환기와 배관에 의해 연결되고, 냉매가 열교환되는 제2열교환기와; 상기 제1열교환기 및 제2열교환기로부터 유입되는 냉매를 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매로 분리하는 어큐뮬레이터와; 상기 제1열교환기와 제2열교환기 사이의 냉매 유동을 안내하 는 냉매배관과; 상기 냉매배관과 연통되도록 직선형으로 길게 성형되어 냉매를 과냉각시키는 다수개의 과냉각기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 과냉각기는, 상기 냉매배관으로부터 분지되어, 냉매배관에 유동되는 냉매의 일부를 안내하는 역이송관과; 상기 역이송관에 장착되어 냉매를 팽창시키는 팽창부와; 상기 역이송관에 장착되어 상기 팽창부를 통과하는 냉매의 유동을 제어하는 과냉각밸브와; 상기 과냉각밸브를 통과하여 과냉각된 냉매가 상기 냉매배관의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되는 다수개의 과냉각관과; 상기 과냉각관을 통과하면서 열교환된 냉매가 상기 어큐뮬레이터로 유동되도록 안내하는 과냉각회수관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 과냉각관은, 상기 역이송관에 의해 안내되는 냉매가 유동되는 외부관과; 상기 외부관의 내측 중심부를 길이 방향으로 관통하여 상기 냉매배관과 연통되는 내부관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 외부관에는, 상기 역이송관을 따라 이송되는 냉매가 외부관으로 유입되는 통로인 외부관입구와, 상기 외부관입구를 통해 유입되는 냉매가 상기 내부관으로 유동되는 냉매와 열교환된 다음 유출되는 통로인 외부관출구가 성형되는 것을 특징으로 한다.

상기 역이송관의 일단부는 상기 내부관을 통과한 냉매의 일부가 상기 외부관으로 유동되도록 상기 냉매배관과 연통되며, 타단부는 과냉각된 냉매가 상기 외부관으로 유입되도록 상기 외부관입구와 체결되는 것을 특징으로 한다.

상기 외부관출구는 상기 과냉각회수관과 연통되도록 체결되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 공기조화기에 의하면 과냉각 효율이 향상되고, 냉매의 효율적인 유동이 가능해지는 이점이 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 의한 공기조화기를 수냉식 멀티형 공기조화기를 예를 들어 상세히 살펴보기로 한다.

도 2에는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 멀티형 수냉식 공기조화기의 구성을 나타낸 블럭구성도가 도시되어 있다.

멀티형 수냉식 공기조화기가 설치되는 상태를 살펴보면, 수냉식 공기조화기는 대형 건물 또는 초고층 아파트 등과 같이 다수의 실내공간이 형성되는 건물에 다수의 실내공간을 조화시키기 위하여 설치된다.

본 발명에 의한 멀티형 수냉식 공기조화기는 건물의 내부에 구비되는 다수의 실내공간에 실내기(100)가 각각 설치되고, 상기 실내기(100)가 설치되는 실내공간의 측방에 구비되는 다른 공간에는 다수의 실내기(100)와 배관에 의해 연결되는 실외기(200)가 설치된다.

상기 실내기(100)는 각각의 실내공간과 적합한 형태로 설치되어 실내 공간을 조화시키게 된다. 즉, 실내기(100)는 스탠드형, 천정형, 벽걸이형 등 다양한 모델의 사용이 가능하게 되며, 사용자의 선택에 따라 설치된다. 이러한 실내기(100)는 상기 실외기(200)와 냉매배관(300)에 의해 연통되도록 설치되며, 상기 냉매배관(300)은 소정의 직경을 가지는 원형파이프 형상으로 성형되어, 실내기(100)와 실외기(200) 사이의 냉매 유동을 안내하게 된다.

상기 실내기(100)는 상기 실내공간의 공기를 흡입하여 냉매와 열교환시킨 다음 열교환된 공기를 실내공간으로 재투입함으로써 실내공간의 공기를 사용자의 의도에 적합하도록 조화시키게 된다.

본 발명에 의한 수냉식 공기조화기가 설치되는 건물의 옥상 등에는 유입되는 물을 냉각시키는 냉각탑(C)이 설치된다. 상기 냉각탑(C)은 물을 공기와 직접 접촉시킴으로써 물을 냉각시키게 된다. 즉, 물이 찬 공기와 접촉하게 되면, 물의 일부가 증발하게 되면서 증발에 필요한 열을 주변으로부터 빼앗아 수온(水溫)을 하강시키게 된다. 이러한 현상을 이용하여 냉각탑(C)의 내부에서는 상방에서 하방으로 물을 흘려보내고, 하단부에서 공기를 분사하여 물을 냉각시키게 된다.

상기 냉각탑(C)의 내부에서 냉각되는 물은 물공급관(420)에 의해 안내되어 상기 실외기(200)의 내부 공간으로 공급된다. 상기 물공급관(420)은 소정의 직경을 가지면서 내부 공간이 비어있는 원형파이프 형상으로 성형되어 건물의 외측 벽면을 따라 설치된다. 물공급관(420)의 측방에는 물공급관(420)과 동일한 형상으로 성형되며, 상기 실외기(200)의 내부 공간에서 냉매와 열교환된 물이 냉각탑(C)으로 회수되도록 안내하는 물회수관(440)이 설치된다.

따라서, 상기 냉각탑(C)의 내부 공간에서 냉각되는 물은 상기 물공급관(420)에 의해 안내되어 상기 실외기(200)의 내부 공간으로 유동되며, 실외기(200)의 내부 공간에서 냉매와 열교환된 물은 상기 물회수관(440)에 의해 안내되어 냉각탑(C)의 상단부로 유동된 다음 냉각탑(C)의 내부 공간에서 다시 냉각되어 실외기(200)의 내부 공간으로 유동되는 과정을 반복하게 된다.

상기 물공급관(420)에는 냉각수펌프가 장착되어 상기 냉각탑(C)에서 냉각되는 물을 각각의 상기 실외기(200) 내부 공간으로 일정한 압력으로 공급하게 된다. 이는 일정한 압력으로 물이 공급되어 실외기(200)의 내부로 유동하게 되는 물의 유량이 일정하게 유지되도록 하기 위함이다.

상기 실외기(200)에서 냉매와 열교환된 물을 상기 냉각탑(C)으로 안내하는 상기 물회수관(440)에는 물회수밸브가 장착된다. 상기 물회수밸브는 냉각탑(C)으로부터 실외기(200)로 공급되는 물이 냉매와 열교환된 다음 물회수관(440)으로 회수되는 물의 유동을 제어하게 된다.

즉, 공기조화기가 정상적으로 작동하게 될 경우에는 상기 물회수밸브를 개방하여 상기 실외기(200)의 내부 공간에서 냉매와 열교환된 물이 상기 냉각탑(C)으로 회수되도록 하며, 다수의 층 가운데 하나의 층에 설치되는 공기조화기를 작동하지 않게 될 경우 물회수밸브를 차폐하여 실외기(200)의 내부 공간에 충만되는 물이 냉각탑(C)으로 회수되지 않도록 하게 된다.

이처럼, 상기 실외기(200)의 내부 공간에 충만되는 물이 상기 냉각탑(C)으로 회수되지 않도록 하는 것은 작동하지 않던 공기조화기를 필요에 의해 작동하게 될 경우 공기조화기의 초기 가동시 냉매와 충만되어 있던 물이 열교환하여 냉매를 냉각시킴으로써 뜨거운 냉매가 다음에 설명할 압축기로 유동되는 것을 방지함으로써 압축기가 소손되는 것을 예방하기 위함이다.

상기 실내기(100)의 구성은 일반적으로 사용되는 공냉식 공기조화기의 멀티형 공기조화기와 대동소이함에 따라 개략적으로 살펴보도록 한다.

상기 실내기(100)의 내부에는 실내 공간의 공기를 흡입하여 냉매와 열교환시킴으로써 실내기(100)가 설치되어 있는 공간의 공기를 조화시키는 제1열교환기(120)가 장착된다. 상기 제1열교환기(120)는 소정의 직경을 가지는 원형파이프가 다수회 절곡되어 성형되며, 이러한 제1열교환기(120)의 내부에는 작동 유체인 냉매가 유동된다.

상기 제1열교환기(120)의 입구측에는 팽창밸브(140)가 구비된다. 상기 팽창밸브(140)는 통과하는 냉매를 팽창시킴으로써 냉매가 가지는 압력을 감압시키고 온도를 감온시키는 역할을 수행하게 된다.

상기 실내기(100)와 실외기(200) 사이에는 냉매의 유동을 안내하는 상기 냉매배관(300)이 연결된다. 실외기(200)로부터 연결되는 냉매배관(300)에서 각각의 실내기(100)로 분지되도록 설치되며, 상기 제1열교환기(120)의 내부로 냉매가 안내되어 유동된다.

따라서, 상기 실외기(200)의 내부에서 냉매는 상기 물공급관(420)에 의해 안내되는 물과 열교환하게 되고, 물과 열교환된 냉매는 상기 냉매배관(300)을 따라 유동되어 상기 실내기(100)의 내부에 장착되는 상기 제1열교환기(120)로 유동되며, 실내기(100)의 내부로 흡입되는 실내공간의 공기와 열교환하게 된다. 제1열교환기(120)를 통과하면서 냉매와 열교환되어 조화되는 공기는 다시 실내공간으로 재투입되면서 실내공간을 조화시키게 된다.

이처럼, 작동 유체인 냉매는 상기 실내기(100)와 실외기(200)를 반복적으로 유동하면서 하나의 사이클을 형성하게 되고, 실외기(200)의 내부에서 작동 유체인 냉매와 열교환된 물은 상기 물회수관(440)에 의해 안내되어 상기 냉각탑(C)의 내부 공간으로 유동되면서 물은 하나의 사이클을 형성하게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 멀티형 공기조화기의 실외기에 대하여 살펴보도록 한다.

도 3에는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 멀티형 수냉식 공기조화기 실외기의 내부 구성을 나타낸 분해사시도가 도시되어 있다.

도시된 도면을 참조하여 멀티형 수냉식 공기조화기 실외기를 상세히 살펴보면, 상기 실외기(200)는 전체적으로 대략 직육면체 형상으로 성형되어 외관을 형성하게 된다. 이러한 실외기(200)는 전면 외관을 형성하는 전면판넬(201)과, 좌측면 외관을 형성하는 좌측판넬(202), 우측면 외관을 형성하는 우측판넬(203), 후면 외관을 형성하는 후면판넬(204), 상면 외관을 형성하는 상면판넬(205), 하면 외관을 형성하는 베이스(206)가 각각 체결되어 형성된다.

따라서, 상기 실외기(200)는 소정의 내부 공간을 형성하게 되며, 이러한 내부 공간에 공기 조화를 위한 공간의 공기를 조화시키기 위한 다수의 부품이 장착된다.

상기 전면판넬(201)은 상대적으로 상측에 장착되는 전면상부판넬(201')과 상기 전면상부판넬(201')의 하측에 장착되는 전면하부판넬(201")로 이루어지며, 이는 서비스 인원이 서비스 작업을 수행하기 용이하도록 하기 위함이다.

또한, 상기 전면판넬(201)과 후면판넬(204)은 서로 대응되도록 성형됨으로써 전면판넬(201)과 후면판넬(204)은 상호 교체하여 사용 가능하도록 형성되며, 상기 좌측판넬(202)과 우측판넬(203) 또한, 서로 대응되도록 성형되어 상호 교체하여 사용 가능하도록 형성된다.

이처럼, 상기 전면판넬(201)과 후면판넬(204), 좌측판넬(202)과 우측판넬(203)이 서로 대응되는 형상으로 성형됨에 따라 상기 실외기(200)의 조립성이 향상되며, 각각의 판넬 제작이 용이해짐에 따라 제품의 생산성이 향상된다.

상기 실외기(200)의 하면 외관을 형성하는 상기 베이스(206)는 소정의 두께를 가지는 사각판재 형상으로 성형되며, 베이스(206)의 하면 전단부와 후단부에는 가로 방향으로 긴 사각통상의 베이스지지부(206')가 성형된다.

상기 베이스지지부(206')에는 지게차의 포크 등이 가로질러 관통되는 것이 가능하도록 포크홀(도시되지 않음)이 성형되고, 베이스지지부(206')에 의해 베이스(206)의 하면이 바닥면으로부터 소정의 간격을 가지면서 이격되도록 하여 상기 실외기(200)의 이동 및 운반 등이 용이하게 된다.

한편, 상기 실외기(200)의 외면을 형성하는 각각의 판넬들은 대략 소정의 두께를 가지는 사각판재 형상으로 성형되며, 각각의 판넬들은 프레임(210)에 체결되면서 지지된다. 상기 프레임(210)은 상기 베이스(206)의 상면 각 모서리로부터 상방으려 연장 형성되는 세로프레임(212)과, 상기 세로프레임(212)의 상단부에 체결되어 세로프레임(212)의 상단부를 이어주는 가로프레임(214)으로 구성된다.

상기 세로프레임(212)은 소정의 두께를 가지면서 세로 방향으로 긴 사각판재 형상으로 성형되어 각각의 모서리와 대응되는 방향으로 절곡되도록 성형된다. 이처럼, 각각의 모서리와 대응되는 방향으로 절곡되는 세로프레임(212)의 외면에 각 판 넬의 내면이 접하면서 체결되어 상기 실외기(200)의 외관을 형성하게 된다.

상기 베이스(206)의 상면에는 작동 유체인 냉매가 물과 열교환되는 제2열교환기(220)가 장착된다. 상기 제2열교환기(220)는 전체적으로 세로 방향으로 긴 직육면체의 형상으로 성형되어 내부에는 소정의 공간을 형성하게 된다. 제2열교환기(220)의 내부 공간에는 다수의 박판(薄板)이 소정의 간격을 두고 구비되어 박판과 박판 사이에 공간을 형성하게 된다. 이러한 공간으로 냉매와 물이 유동하게 된다.

즉, 상기 제2열교환기(220)의 내부에 구비되는 다수의 박판 사이에 형성되는 공간 가운데 가장 전방에 형성되는 공간에 작동 유체인 냉매가 상방에서 하방으로 유동하게 되면, 냉매가 유동하는 다음 공간에는 물이 하방에서 상방으로 유동하게 되고, 그 다음 공간에는 냉매가 상방에서 하방으로 유동하게 된다. 따라서, 냉매와 물은 상호 대향되는 방향으로 유동하면서 박판에 의해 전달되는 열에 의해 냉매와 물이 서로 열교환하게 된다.

상기 제2열교환기(220)의 전면 우측 하단부에는 제2열교환기(220)의 내부 공간으로 물이 공급되는 통로인 물공급부(221)가 전방으로 돌출되도록 성형된다. 상기 물공급부(221)는 소정의 직경을 가지는 원형파이프 형상으로 성형되며, 물공급부(221)의 내부 공간은 제2열교환기(220)의 내부 공간과 연통되도록 성형된다.

상기 물공급부(221)의 상방 즉, 상기 제2열교환기(220)의 전면 우측 상단부에는 제2열교환기(220)의 내부 공간에서 냉매와 열교환된 물이 제2열교환기(220)의 외부로 유동되는 통로인 물회수부(222)가 성형된다. 상기 물회수부(222)는 물공급 부(221)와 동일한 형상으로 성형된다.

상기 물공급부(221)의 단부는 상기 물공급관(420)과 연결되어 상기 냉각탑(C)으로부터 냉각된 물을 공급받게 된다. 즉, 냉각탑(C)에서 냉각된 물은 상기 물공급관(420)에 의해 안내되어 물공급부(221)를 통해 상기 제2열교환기(220)의 내부 공간으로 유동된다.

상기 물회수부(222)의 단부는 상기 물회수관(440)과 연결되어 열교환된 물을 상기 냉각탑(C)으로 회수하게 된다. 즉, 냉매와 열교환된 물은 물회수부(222)를 거쳐 물회수관(440)에 의해 안내되어 냉각탑(C)으로 회수된다. 회수된 물은 냉각탑(C)에서 다시 냉각되어 상기 제2열교환기(220)의 내부 공간으로 공급된다.

상기 물공급부(221)와 물회수부(222)의 좌측에는 작동 유체인 냉매가 상기 제2열교환기(220)의 내부 공간으로 유입되고, 외부 공간으로 유출되는 통로인 냉매입구(223)와 냉매출구(224)가 성형된다. 상기 냉매입구(223)는 물회수부(222)의 좌측방 즉, 제2열교환기(220)의 전면 좌측 상단부에 성형되며, 상기 냉매출구(224)는 물공급부(221)의 좌측방 즉, 제2열교환기(220)의 전면 좌측 하단부에 성형된다. 이러한 냉매입구(223)와 냉매출구(224)는 물공급부(221) 및 물회수부(222)와 동일한 형상으로 성형된다.

상기 제2열교환기(220)의 일측방에는 작동 유체인 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(230)가 장착된다. 상기 압축기(230)는 소정의 직경을 가지면서 높이를 가지는 원기둥 형상으로 성형되며, 상대적으로 좌측에는 부하 용량에 따라 변속 운전하는 인버터압축기(231)가 장착되며, 상기 인버터압축기(231)의 우측에는 정속 운전하는 정속압축기(232)가 장착된다.

상기 압축기(230)는 소음이 적고 압축 효율이 뛰어난 고압식 스크롤 압축기가 사용되는 것이 바람직하며, 이러한 고압식 스크롤 압축기는 고압으로 냉매를 압축하게 된다.

이러한 압축기(230)는 실내공간의 부하 용량에 따라 가동되는 압축기(230)가 달라지게 된다. 즉, 부하용량이 적은 경우 먼저 상기 인버터압축기(231)가 가동되며, 점차 부하 용량이 증가하여 인버터압축기(231)만으로 감당하지 못할 경우 비로소 상기 정속압축기(232)가 가동된다.

상기 압축기(230)의 일측에는 어큐뮬레이터(240)가 구비된다. 상기 어큐뮬레이터(240)는 소정의 직경을 가지는 원기둥 형상으로 성형되며, 압축기(230)의 내부로 유입되는 냉매 중 액체 상태의 냉매를 걸러내어 기체 상태의 냉매만을 압축기(230)의 내부로 유입되도록 한다.

즉, 상기 실내기(100)로부터 유입되는 냉매 중 기체로 증발되지 못하고 액체 상태로 남아있는 냉매가 상기 압축기(230)의 내부 공간으로 직접 유입되면, 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축하는 압축기(230)에 부하가 증가되어 압축기(230)의 손상을 초래하게 된다.

따라서, 상기 압축기(230)의 내부 공간으로 유입되는 냉매는 상기 어큐뮬레이터(240)를 거쳐 기체 상태의 냉매가 액체 상태의 냉매와 분리된 다음, 기체 상태의 냉매만이 압축기(230)의 내부 공간으로 유입된다.

상기 어큐뮬레이터(240)의 내부로 유입되는 냉매 중 액체 상태로 남아있는 냉매는 기체 상태의 냉매보다 상대적으로 무겁기 때문에 어큐뮬레이터(240)의 하부에 저장되고, 액체 상태의 냉매보다 상부에 위치하게 되는 기체 상태의 냉매만이 상기 압축기(230)의 내부로 유동하게 된다.

상기 압축기(230)의 출구측에는 압축기(230)로부터 토출되는 냉매에 포함되어 있는 오일을 분리하는 오일분리기(241)가 구비된다. 상기 오일분리기(241)는 소정의 직경을 가지는 원기둥 형상으로 성형되며, 압축기(230)의 내부 공간에서 압축되어 토출되는 냉매에 포함되어 있는 오일을 분리하게 된다.

상기 압축기(230)의 내부 공간으로부터 토출되는 냉매에 포함되어 있는 오일은 압축기(230)의 구동시 발생되는 마찰열을 냉각시키기 위해 사용되며, 이러한 오일은 냉매에 포함되어 토출된다. 냉매에 포함되어 토출되는 오일은 상기 오일분리기(241)를 통과하면서 냉매와 오일로 분리되며, 분리되는 오일은 압축기(230)의 내부 공간으로 회수된다.

상기 오일분리기(241)는 상기 인버터압축기(231)로부터 토출되는 냉매에 포함되어 있는 오일을 분리하는 제1오일분리기(242)와, 상기 정속압축기(232)로부터 토출되는 냉매에 포함되어 있는 오일을 분리하는 제2오일분리기(243)를 포함하여 구성된다.

상기 오일분리기(241)의 출구측에는 오일분리기체크밸브(244)가 더 구비되어 냉매의 역류를 방지하게 된다. 즉, 상기 오일분리기체크밸브(244)는 상기 정속압축기(232) 또는 인버터압축기(231) 중 어느 하나만 가동되는 경우 가동되지 않는 압축기(230)의 내부로 압축된 냉매가 역류되지 않도록 하게 된다.

상기 정속압축기(232)와 인버터압축기(231)의 사이에는 오일회수부(250)가 장착되어 정속압축기(232)와 인버터압축기(231)의 오일이 균등하게 수용되도록 성형된다. 상기 오일회수부(250)는 어느 하나의 압축기(230)에서 급유부족이 발생하기 전에, 다른 압축기(230)로부터 오일이 보충되도록 하여 오일 부족에 의한 압축기(230)의 소손을 방지하게 된다.

상기 제1오일분리기(242)는 상기 인버터압축기(231)가 작동하면서 토출되는 냉매에 포함되어 있는 오일을 분리하게 되며, 이러한, 제1오일분리기(242)에는 분리된 오일이 인버터압축기(231)의 내부 공간으로 회수되도록 오일의 유동을 안내하는 상기 제1오일회수관(251)이 인버터압축기(231)의 입구측과 연통되도록 장착된다.

상기 인버터압축기(231)에서 토출되는 오일은 상기 제1오일분리기(242)를 통과하면서 냉매와 분리된 다음 상기 제1오일회수관(251)에 의해 안내되어 인버터압축기(231)로 회수된다.

상기 제1오일회수관(251)에는 제1오일회수관(251)의 내부에 유동되는 오일의 일부가 상기 정속압축기(232)으로 유동되도록 안내하는 제1회수균유관(252)이 제1오일회수관(251)으로부터 분지되도록 성형된다. 이러한 제1회수균유관(252)의 일단부는 제1오일회수관(251)과 연통되도록 성형되고, 타단부는 정속압축기(232)의 입구측과 연통되도록 성형된다.

상기 제1회수균유관(252)에는 상기 인버터압축기(231)의 부하 용량에 다라 제1회수균유관(252)을 선택적으로 개폐하는 제1회수밸브(253)가 장착된다. 상기 제 1회수밸브(253)는 전자밸브로 성형되어 밸브의 열림 정도가 제어됨으로써 인버터압축기(231)가 가동되는 양에 따라 오일의 유동량을 제어할 수 있도록 성형된다.

상기 정속압축기(232)의 출구측에는 정속압축기(232)에서 토출되는 냉매에 포함되어 있는 오일을 분리하는 제2오일분리기(243)가 장착된다. 상기 제2오일분리기(243)에는 제2오일분리기(243)에서 분리되는 오일이 정속압축기(232)의 내부로 유동되도록 안내하는 제2오일회수관(254)이 연통되도록 성형된다. 상기 제2오일회수관(254)의 일단부는 제2오일분리기(243)와 연통되도록 성형되며, 타단부는 정속압축기(232)의 입구측과 연통되도록 성형된다.

상기 제2오일회수관(254)에는 제2오일회수관(254)의 내부를 유동하는 오일의 일부가 상기 인버터압축기(231)로 유동되도록 안내하는 제2회수균유관(255)이 분지되어 성형된다. 상기 제2회수균유관(255)의 일단부는 제2오일회수관(254)과 연통되도록 성형되며, 타단부는 인버터압축기(231)의 입구측과 연통되도록 성형된다.

상기 제2회수균유관(255)에는 상기 정속압축기(232)의 가동에 따라 제2회수균유관(255)을 선택적으로 개폐하는 제2회수밸브(256)가 장착된다. 상기 제2회수밸브(256)는 전자밸브로 성형되어 밸브의 열림 정도가 제어된다.

또한, 상기 인버터압축기(231)와 정속압축기(232)의 사이에는 각각의 압축기(230)의 내부에 수용되는 오일을 오일이 부족한 타 압축기로 유동시키도록 균유관이 장착된다. 즉, 인버터압축기(231)에는 인버터압축기(231)의 내부에 수용되는 오일이 정속압축기(232)로 유동되도록 안내하는 제1균유관(261)이 성형되며, 정속압축기(232)에는 정속압축기(232)의 내부에 수용되는 오일이 인버터압축기(231)로 유동되도록 안내하는 제2균유관(263)이 성형된다.

상기 제1균유관(261)의 일단부는 상기 인버터압축기(231)와 연통되도록 성형되며, 타단부는 상기 정속압축기(232)의 입구측과 연통되도록 성형된다. 상기 제2균유관(263)의 일단부는 정속압축기(232)와 연통되도록 성형되며, 타단부는 인버터압축기(231)의 입구측과 연통되도록 성형된다.

상기 제1균유관(261)에는 상기 인버터압축기(231)의 가동에 따라 제1균유관(261)을 선택적으로 개폐하면서 밸브의 열림 정도가 제어되는 제1균유밸브(262)가 장착되며, 상기 제2균유관(263)에는 상기 정속압축기(232)의 가동에 따라 제2균유관(263)을 선택적으로 개폐하면서 밸브의 열림 정도가 제어되는 제2균유밸브(264)가 장착된다.

상기 제1균유밸브(262)와 제2균유밸브(264)에 의해 상기 제1균유관(261)과 제2균유관(263)을 통해 유동되는 오일의 유동을 제어하며, 유동되는 오일의 유량을 제어하는 것이 가능하게 된다.

상기 제1균유관(261)과 제2균유관(263)에 의해 오일이 안내되면서 상기 인버터압축기(231)와 정속압축기(232)의 내부 공간에 수용되는 오일이 타 압축기로 유동되어 오일이 균등하게 유지된다.

상기 오일분리기(241)는 배관에 의해 다음에 설명할 메인냉매밸브(270)와 연통되도록 구성된다. 상기 메인냉매밸브(270)는 주로 4방향밸브가 사용되며, 냉방과 난방의 운전 모드에 따라 냉매의 흐름 방향을 바꿔주도록 배설되는 것으로, 각각의 포트는 상기 제2열교환기(220)와 상기 제1열교환기(120) 및 어큐뮬레이터(240)와 각각 연결된다.

따라서, 상기 정속압축기(232)와 인버터압축기(231)로부터 토출되는 냉매는 상기 메인냉매밸브(270)로 유입되며, 상기 오일분리기(241)와 메인냉매밸브(270) 사이에는 메인냉매밸브(270)로 유입되는 냉매의 일부가 상기 어큐뮬레이터(240)로 바로 투입될 수 있도록 하는 핫가스관(272)이 구비된다.

상기 핫가스관(272)은 공기조화기의 운전중에 상기 어큐뮬레이터(240)로 유입되는 저압의 냉매 압력을 높일 필요가 있는 경우에 상기 압축기(230)로부터 토출되는 고압의 냉매가 어큐뮬레이터(240)로 직접 공급되도록 하는 것으로 이러한 핫가스관(272)에는 바이패스밸브인 핫가스밸브(274)가 설치되어 핫가스관(272)을 개폐하게 된다.

상기 압축기(230)의 일측에는 과냉각기(280)가 구비된다. 상기 과냉각기(280)는 상기 제2열교환기(220)와 상기 제1열교환기(120)가 연결되는 배관의 임의의 위치에 장착되며, 과냉각기(280)가 구비되는 냉매배관(300)을 통과하는 냉매를 과냉각시켜 주는 과냉각 수단이다.

이하에서는 앞서 간략히 언급한 본 발명의 요부 구성인 상기 과냉각기(280)의 구성에 대하여 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

도 4에는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 멀티형 수냉식 공기조화기 실외기의 과냉각기 외형을 나타낸 사시도가 도시되어 있다.

도시된 도면을 참조하여 상기 과냉각기(280)를 살펴보면, 과냉각기(280)는 상기 냉매배관(300)으로부터 분지되도록 성형되며, 냉매배관(300)의 내부를 유동하 는 냉매의 일부를 안내하는 역이송관(281)과, 상기 역이송관에 장착되어 역이송관의 내부를 따라 유동하는 냉매를 팽창시키는 팽창부(282)와, 역이송관에 장착되어 상기 팽창부(282)를 통해 팽창된 냉매의 유동을 제어하는 과냉각밸브(283)와, 상기 과냉각밸브(283)를 통과하는 냉매가 냉매배관(300)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되는 다수개의 과냉각관(284)과, 상기 과냉각관(284)을 통과하면서 열교환된 냉매를 상기 어큐뮬레이터(240)로 안내하는 과냉각회수관(289)을 포함하여 구성된다.

상기 과냉각기(280)는 전체적으로 볼 때, 세로 방향의 직선형으로 성형된다. 즉, 상기 역이송관(281)을 따라 유동되는 냉매는 상기 과냉각관(284)을 통과하게 되며, 이러한 과냉각관(284)은 세로 방향으로 긴 원형 파이프 형상으로 성형되어 냉매가 열교환된다.

보다 상세히 살펴보면, 상기 제2열교환기(220)와 연통되는 상기 냉매배관(300)은 상방(도 4에서 볼 때)으로 절곡되도록 성형된다. 상방으로 절곡되도록 성형되는 냉매배관(300)은 다수개로 분기되어 대략 "∩" 형상으로 구부러져 하방으로 향하게 된다.

하방으로 구부러지도록 변형되는 상기 냉매배관(300)은 상기 과냉각관(284)의 상단부에 체결된다. 그리고, 세로 방향으로 긴 원형 파이프 형상으로 형성되는 과냉각관(284)의 하단부에 냉매배관(300)이 체결된다. 즉, 상기 냉매배관(300)의 사이에 과냉각관(284)이 체결되는 것이다.

상기 과냉각관(284)의 하단부에 체결되는 상기 냉매배관(300)은 하방으로 향하다가 대략 "∪" 형상으로 구부러져 상방으로 향하도록 변형된다. 상방으로 향하 도록 변형되는 각각의 냉매배관(300)은 하나의 배관으로 합류되어 상방으로 향하도록 형성된다.

하나의 배관으로 합류되는 상기 냉매배관(300)은 우측(도 4에서 볼 때)으로 구부러져 다시 하방으로 구부러지도록 형성된다. 하방으로 구부러지도록 형성되는 냉매배관(300)은 하방으로 향하다가 다시 전방으로 구부러지도록 형성된다.

하방으로 향하도록 형성되는 상기 냉매배관(300)으로부터 상기 역이송관(281)이 우측(도 4에서 볼 때)으로 분기되어 상방으로 구부러지게 된다. 상방으로 구부러지는 역이송관(281)은 상방으로 향하다가 다시 대략 "∩" 형상을 가지도록 하방으로 구부러지게 된다.

하방으로 구부러지는 상기 역이송관(281)은 다시 좌측(도 4에서 볼 때)으로 향하도록 구부러지게 된다. 좌측으로 향하도록 형성되는 역이송관(281)은 다시 하방으로 구부러지게 된다. 하방으로 구부러지는 역이송관(281)은 상기 과냉각관(284)의 수량만큼 다수의 배관으로 분기된 다음 후방으로 구부러지게 된다.

후방으로 구부러지는 각각의 배관은 상기 과냉각관(284)의 외주면 하반부에 과냉각관(284)의 내부와 연통되도록 체결된다. 즉, 상기 냉매배관(300)이 체결되어 냉매가 유동되는 배관의 외부 공간과 연통되도록 체결된다.

상기 과냉각관(284)의 외주면 상반부에는 상기 역이송관(281)에 의해 과냉각관(284)의 내부로 유동되는 냉매가 과냉각관(284)의 과냉각관(284)의 외측방으로 유동되도록 과냉각회수관(289)이 체결된다.

상기 과냉각회수관(289)은 과냉각관(284)의 외주면으로부터 전방으로 향하게 체결된 다음 하나의 배관으로 합류되어 하방으로 구부러지도록 형성되고, 다시 좌측(도 4에서 볼 때)으로 구부러진 다음 상방으로 향하도록 형성된다. 상방으로 향하도록 형성되는 상기 과냉각회수관(289)은 다시 대략 "∩" 형상으로 구부러지도록 변형된다.

한편, 상기 역이송관(281)의 형상으로 살펴보면, 역이송관(281)은 상기 과냉각관(584)의 하단부에 체결되어 다수회 구부러지도록 변형되면서 하방으로 향하도록 구부러지는 상기 냉매배관(300)의 외주면 일부로부터 우측(도 4에서 볼 때)으로 향하도록 분기된다.

상기 냉매배관(300)으로부터 우측으로 향하도록 분기되는 상기 역이송관(281)은 상방으로 구부러지도록 형성된다. 상방으로 구부러지도록 형성되는 역이송관(281)은 상기 팽창부(282)의 하단부에 체결된다. 팽창부(282)는 소정의 직경을 가지는 원기둥 형상으로 형성되고, 역이송관(281)의 단면적보다 더 큰 단면적을 가지도록 형성된다.

상기 팽창부(282)의 상단부에는 상기 역이송관(281)이 체결되고, 팽창부(282)의 상단부와 체결되는 역이송관(281)은 상방으로 향하면서, 상기 과냉각밸브(283)의 하단부와 체결된다. 과냉각밸브(283)와 체결되는 역이송관(281)은 과냉각밸브(283)를 지나 하방으로 구부러지도록 형성된 다음 다시 좌측(도 4에서 볼 때)으로 향하도록 구부러진다.

좌측으로 향하도록 형성되는 상기 역이송관(281)은 다시 하방(도 4에서 볼 때)으로 구부러지도록 형성되고, 하방으로 구부러지도록 형성되는 역이송관(281)은 각각의 과냉각관(284)으로 냉매가 유동되도록 분기된다. 분기되는 역이송관(281)은 하방으로 향하도록 형성되고, 하방으로 향하도록 형성되는 역이송관(281)은 후방으로 구부러져 과냉각관(284)의 외주면 하반부에 체결된다.

이처럼, 상기 과냉각관(284)의 외주면 하반부에 상기 역이송관(281)이 체결되면, 과냉각관(284)의 내부와 역이송관(281)이 연통되어 냉매의 유동이 가능하게 된다.

그리고, 상기 과냉각관(284)의 외주면 상반부에 상기 과냉각회수관(289)이 전방으로 향하도록 체결되고, 전방으로 향하도록 체결되는 과냉각회수관(289)은 다시 하방으로 구부러지도록 형성된다. 하방으로 구부러지도록 형성되는 각각의 과냉각회수관(289)은 하나의 배관으로 합류되어 하방으로 향하게 된다.

하방으로 향하게 되는 상기 과냉각회수관(289)은 대략 "∪" 형상으로 구부러져 상방으로 향하도록 형성되고, 상방으로 향하게 되는 과냉각회수관(289)은 다시 대략 "∩" 형상으로 구부러져 하방으로 향하게 된다. 하방으로 향하게 되는 과냉각회수관(289)은 다시 다수회 구부러지면서 상기 어큐뮬레이터(240)의 입구측 배관과 연통되도록 체결된다.

상기 팽창부(282)는 상기 역이송관(281)에 장착되어 역이송관(281)을 따라 유동하는 냉매를 팽창시켜 냉각시키게 된다. 즉, 역이송관(281)의 직경보다 더 큰 직경을 가지도록 성형되어 역이송관(281)의 내부를 유동하게 되는 냉매를 단열 팽창시키게 된다.

이는 상기 역이송관(281)의 내부를 유동하게 되는 냉매가 갑자기 넓어지는 공간으로 유동되면서 팽창되어 부피가 커지게 되고, 팽창될 때 외부로부터 열교환이 발생되지 않는 단열팽창을 하게 된다. 이처럼, 역이송관(281)의 내부를 유동하는 냉매가 상기 팽창부(282)를 통과하면서 단열팽창되면, 냉매의 온도는 하강하게 된다. 따라서, 역이송관(281)의 내부를 유동하게 되는 냉매는 팽창부(282)를 통과하면서 과냉각된다.

다시말해, 팽창부(282)를 통과하면서 과냉각되는 냉매는 상기 과냉각밸브(283)로 유동되며, 과냉각밸브(283)에 의해 과냉각된 냉매의 유동이 제어된다. 과냉각밸브(283)는 상기 팽창부(282)를 통과하여 팽창되면서 저온으로 과냉각되는 냉매의 유동을 제어하게 된다. 이러한 과냉각밸브(283)를 통과하는 냉매는 상기 역이송관(281)을 따라 유동하여 상기 과냉각관(284)으로 유입된다.

상기 과냉각관(284)은 이중관으로 성형되며, 세로 방향의 직선형으로 길게 성형된다. 이러한 과냉각관(284)은 과냉각관(284)의 중앙부를 길이 방향으로 관통하게 되는 내부관(285)과 상기 내부관의 외주면을 감싸도록 성형되는 외부관(286)을 포함하여 구성된다.

상기 과냉각관(284)의 외부관(286)은 상기 역이송관(281) 및 과냉각회수관(289)과 연통되도록 성형되며, 상기 내부관(285)은 상기 냉매배관(300)과 연통되도록 성형된다. 외부관(286)의 외주면 하반부에는 역이송관(281)에 의해 안내되는 냉매가 외부관(286)의 내부로 유입되는 통로인 외부관입구(287)가 외부관(286)과 연통되도록 성형된다.

상기 외부관(286)의 외주면 상반부에는 외부관(286)의 내부를 유동하게 되는 냉매가 상기 내부관(285)의 내부를 유동하게 되는 냉매와 열교환된 다음 외부관(286)의 외부 즉, 상기 과냉각회수관(289)으로 유출되는 통로인 외부관출구(288)가 성형된다.

상기 냉매배관(300)은 상기 과냉각관(284)의 내부관(285)과 연통되도록 체결된다. 다시 말해, 냉매배관(300)은 과냉각관(284)의 내부관(285) 수량만큼 분기되도록 성형되며 분기되는 각각의 냉매배관(300)은 상기 내부관(285)의 하단부(도 4에서 볼 때)와 체결되고, 내부관(285)의 수량만큼 분기되는 각각의 냉매배관(300)은 냉매가 열교환된 다음 하나의 배관으로 합류된다.

하나의 배관으로 합류되도록 성형되는 냉매배관(300)은 상기 제1열교환기(120)와 연통되도록 체결되고, 상기 내부관(285)의 수량만큼 분기되기 전의 냉매배관(300)은 상기 제2열교환기(220)와 연통되도록 체결된다. 즉, 제2열교환기(220)와 연통되는 냉매배관(300)은 내부관(285)의 수량만큼 분기되어 내부관(285)의 하단부와 체결되고, 내부관(285)의 상단부와 체결되는 냉매배관(300)은 하나의 배관으로 합류되어 제1열교환기(120)와 연통되도록 체결된다.

이하에서는 도 5를 참조하여 상기 과냉각기 내부의 냉매 유동을 살펴보기로 한다. 도 5에는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 공기조화기의 실외기에 장착되는 과냉각기의 냉매 흐름을 나타낸 사시도가 도시되어 있다.

공기조화기가 냉방 모드로 운전하게 될 경우, 이처럼 설치되는 상기 과냉각기(280)에 의해 냉매는 과냉각된다. 다시말해, 상기 제2열교환기(220)로부터 배출되는 냉매의 일부가 상기 역이송관(281)에 의해 유동되고, 나머지 냉매는 과냉각 기(280)의 내부관(285)을 통과하게 된다.

상기 역이송관(281)으로 유동되는 냉매는 상기 팽창부(282)를 거치면서 과냉각되고, 과냉각된 냉매가 상기 과냉각밸브(283)를 거쳐 상기 과냉각관(284)의 외부관(286)을 하방에서 상방으로 통과하게 된다.

상기 내부관(285)을 상방에서 하방으로 통과하게 되는 냉매는 상기 외부관(286)의 하방에서 상방으로 통과하게 되는 냉각된 냉매와 열교환하면서 과냉각되어 상기 제1열교환기(120)로 유동하게 되고, 내부관(285)을 통과하는 냉매와 열교환된 냉각된 냉매는 상기 어큐뮬레이터(240)로 회수된다.

이처럼, 상기 과냉각관(284)이 복수개로 구성되면, 상기 제2열교환기(220)로부터 유동되는 냉매는 분배되어 각각의 과냉각관(284)을 통과하게 된다. 냉매가 분배되어 과냉각관(284)을 통과하게 되면, 제2열교환기(220)를 통과한 냉매가 과냉각되어 상기 제1열교환기(120)로 유동함으로써 실내공간의 공기와 열교환하게 된다.

즉, 상기 과냉각기(280)를 통과하면서 과냉각된 냉매는 상기 제1열교환기(120)의 내부로 유동하여 제1열교환기(120)를 통과하게 된다. 이때, 저온 저압의 액체 상태인 냉매는 공기 조화를 위한 공간의 공기와 열교환하여 고온 저압의 기체 상태로 상변환된다.

상기 제1열교환기(120)를 통과하면서 고온 저압의 기체 상태로 상변환된 냉매는 배관을 따라 유동하게 되어 상기 메인냉매밸브(260)의 포트와 연겨되는 배관을 따라 유동되어 메인냉매밸브(260)를 통과하게 된다. 메인냉매밸브(260)를 통과하는 냉매는 상기 어큐뮬레이터(240)와 연통되는 배관을 따라 유동하여 어큐뮬레이 터(240)의 내부로 유동하게 된다.

상기 어큐뮬레이터(240)의 내부로 유동되는 냉매는 어큐뮬레이터(240)의 내부에서 기체 상태의 냉매와 액체 상태의 냉매가 분리되어 기체 상태의 냉매만이 상기 압축기(230)의 내부로 유동하여 하나의 사이클을 형성하게 된다.

이하에서는 도 6을 참조하여 상기와 같이 구성되는 공기조화기의 작용을 냉매의 유동을 중심으로 살펴보도록 한다. 도 6에는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 멀티형 수냉식 공기조화기의 실외기 구성을 나타낸 블럭구성도가 도시되어 있다.

먼저, 수냉식 공기조화기의 냉방 운전시를 살펴보면, 수냉식 공기조화기를 사용하기 위하여 사용자는 외부의 전원을 공기조화기에 인가하게 된다. 외부의 전원을 공기조화기에 인가하게 되면, 상기 압축기(230)가 가동되고, 압축기(230)의 가동으로 인해 압축기(230)의 내부에 수용되는 냉매는 고온 고압의 기체 상태로 압축된다.

상기 압축기(230)에서 고온 고압의 기체 상태로 압축되는 냉매는 상기 오일분리기(241)를 통과하면서 냉매에 포함되어 있는 오일이 분리되어 압축기(230)의 내부로 회수되고, 오일과 분리된 냉매는 상기 메인냉매밸브(270)로 유동하게 된다.

상기 메인냉매밸브(270)로 유동되는 냉매는 메인냉매밸브(270)의 한 포트와 연결되는 배관을 따라 유동하여 상기 제2열교환기(220)의 내부 공간으로 유동된다. 제2열교환기(220)의 내부 공간으로 유동되는 냉매는 제2열교환기(220)의 내부 공간에서 물과 열교환되면서 저온 고압의 액체상태로 상변환하게 된다.

저온 고압의 액체 상태가 된 냉매는 상기 냉매배관(300)에 의해 분기되어 복수개가 구비되는 상기 과냉각기(280)를 통과하게 된다. 과냉각기(280)를 통과하는 냉매는 과냉각된 다음, 상기 팽창밸브(140)를 통과하게 된다. 팽창밸브(140)를 통과하게 되는 냉매는 저온 저압의 액체 상태로 상변화된다. 저온 저압의 액체 상태인 냉매는 상기 제1열교환기(120)로 유동되어 공기 조화를 위한 공간의 공기와 열교환하게 된다.

상기 제1열교환기(120)의 내부를 유동하면서 공기 조화를 위한 공간의 공기와 열교환되는 냉매는 고온 저압의 기체 상태로 상변환하게 되며, 고온 저압의 기체 상태로 상변환되는 냉매는 다시 상기 냉매배관(300)에 의해 안내되어 상기 어큐뮬레이터(240)의 내부로 유동되며, 어큐뮬레이터(240)의 내부에서 기체 상태의 내매와 액체 상태의 냉매가 분리되어 기체 상태의 냉매만이 상기 압축기(230)의 내부로 유동되면서 냉매는 하나의 사이클을 형성하게 된다.

한편, 수냉식 공기조화기가 난방 모드로 운전하게 되는 경우는 냉방 모드로 운전하게 되는 경우의 냉매 흐름과 반대 방향으로 유동됨에 따라 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이러한 본 발명의 범위는 상기한 실시예에 한정되지 않고 상기와 같은 기술 범위안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

예를 들어, 상기한 실시예에서는 본 발명에 의한 과냉각기가 멀티형 수냉식 공기조화기에 장착되는 것을 살펴보았으나, 일체형 수냉식 공기조화기 또는 공냉식 공기조화기에 장착되는 것도 가능함은 물론이다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 공기조화기에는 복수개의 과냉각기를 통과하면서 과냉각된다.

복수개의 과냉각기에 의해 과냉각되는 냉매는 공기조화기가 냉방 운전하는 경우 과냉각된 상태로 제1열교환기를 통과하면서 실내공간의 공기와 열교환하게 된다.

이때, 상기 과냉각기를 통해 과냉각된 냉매는 실내 공간의 공기와 열교환하게 되어 실내공기를 보다 저온으로 형성하게 된다. 저온으로 형성된 공기는 공기 조화를 위한 공간으로 토출되어 공기 조화를 위한 공간을 조화시키게 된다.

따라서, 상기 과냉각기에 의해 냉각되는 냉매는 열교환 효율이 향상되는 효과가 있으며, 열교환 효율의 향상으로 인해 효율적인 에너지 소비가 가능해지는 효과가 있다.

효율적인 에너지 소비로 인해 공기조화기의 가동에 필요한 유지비가 절감되는 효과가 있다.

뿐만아니라, 본 발명에 의한 과냉각기가 장착되는 공기조화기를 가동하여 공기 조화를 위한 공간을 조화시키게 되면, 보다 빠른 시간 내에 공기의 조화가 가능해짐에 따라 공기조화기의 가동 시간이 감소하게 되는 효과도 있다.

보다 빠른 시간 내에 공기 조화를 위한 공간을 조화시키게 됨으로써 사용자의 편의성 및 제품에 대한 신뢰도가 향상되는 효과도 있다.

그리고, 본 발명에 의한 과냉각기는 직선형으로 성형되어 나선형으로 적층되면서 성형되는 종래의 과냉각기에 비해 공간활용성이 향상되는 효과가 있다. 즉, 보다 좁은 공간에 과냉각기를 설치할 수 있게 되는 효과가 있다.

이처럼, 공간활용성이 향상됨으로써 공기조화기의 전체적인 크기가 소형화 되는 효과가 있으며, 공기조화기의 전체적인 크기가 소형화됨에 따라 공기조화기의 설치에 필요한 공간도 작아지는 효과가 있다.

공기조화기의 전체적인 크기가 소형화됨에 따라 공기조화기의 설치성이 향상되며, 생산비가 절감되는 효과가 있다.

또한, 공기조화기의 전체적인 크기가 소형화됨에 따라 공기조화기의 이동성 이 향상되는 효과도 있다.

Claims

냉매를 압축하는 압축기(230);

상기 압축기에서 압축된 냉매가 유입될 수 있으며, 실내 공간의 공기와 냉매가 열교환 되는 제 1 열교환기(120);

상기 제1열교환기와 배관에 의해 연결되고, 냉매가 열교환되는 제2열교환기(220);

상기 제 1 열교환기의 입구측에 배치되는 팽창밸브(140);

상기 제 2 열교환기에서 토출된 냉매를 상기 팽창밸브로 가이드 하는 냉매배관(300); 및

상기 제 2 열교환기의 출구측에 배치되며, 상기 냉매배관과 연결되어 냉매를 과냉각시키는 과냉각기(280)가 포함되며, 상기 과냉각기에는,

상기 냉매배관으로부터 분지되며, 상기 냉매배관의 메인냉매로부터 분지된 분지냉매를 안내하는 역이송관(281);

상기 역이송관에 설치되어 상기 분지냉매를 팽창시키는 팽창부(282); 및

상기 냉매배관에 연결되어 상기 메인냉매를 가이드 하는 내부관(285) 및 상기 역이송관을 유동하는 상기 분지냉매를 가이드 하는 외부관(286)이 구비되며, 다수개가 병렬로 연결되는 과냉각관이 포함되고,

상기 내부관 및 외부관은 직선 연장되고, 상기 냉매배관은 일방향 및 상기 일방향에 반대 방향인 타방향으로 각각 적어도 2회 절곡되어 상기 과냉각관의 양측단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기로부터 유입되는 냉매를 액체 상태의 냉매와 기체 상태의 냉매로 분리하는 어큐뮬레이터가 더 포함되고,

상기 과냉각기는,

상기 역이송관에 장착되어 상기 팽창부를 통과하는 냉매의 유동을 제어하는 과냉각밸브; 및

상기 과냉각관을 통과하면서 열교환된 냉매가 상기 어큐뮬레이터로 유동되도록 안내하는 과냉각회수관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 내부관은,

상기 외부관의 내측 중심부를 길이 방향으로 관통하여 상기 냉매배관과 연통되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 2 항에 있어서, 상기 외부관에는,

상기 역이송관을 따라 이송되는 냉매가 상기 외부관으로 유입되는 통로인 외부관입구와,

상기 외부관입구를 통해 유입되는 냉매가 상기 내부관으로 유동되는 냉매와 열교환된 다음 유출되는 통로인 외부관출구가 성형되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 4 항에 있어서,

상기 역이송관에는,

상기 외부관입구와 체결되어, 상기 분지냉매를 상기 외부관으로 가이드 하는 일단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 4 항에 있어서, 상기 외부관출구는 상기 과냉각회수관과 연통되도록 체결 되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 과냉각관은,

상기 분지냉매와 메인냉매가 서로 반대방향으로 유동되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
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