KR101475081B1

KR101475081B1 - 공기 조화기의 실외기

Info

Publication number: KR101475081B1
Application number: KR1020080088131A
Authority: KR
Inventors: 김종욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2014-12-22
Also published as: KR20100029373A

Abstract

본 실시예는 공기 조화기의 실외기에 관한 것이다.

본 실시예의 공기 조화기의 실외기는, 제어장치가 구비되는 전장실; 송풍팬이 구비되는 송풍실; 상기 전장실과 송풍실을 구획하는 베리어; 상기 전장실로 유입되어 상기 제어장치를 냉각시킨 외기가 상기 송풍실로 이동되도록 하는 다수의 냉각 유로가 포함된다.

공기 조화기

Description

공기 조화기의 실외기{Outdoor unit of air conditioner}

본 실시예는 공기 조화기의 실외기에 관한 것이다.

일반적으로 공기 조화기는 냉매 사이클을 구동하여 실내를 냉방 또는 난방시킨다. 상기 공기 조화기는 실외에 배치되는 실외기와 실내에 배치되는 실내기를 포함한다.

상기 실외기에는 실외 열교환기, 송풍장치, 압축기 및 제어장치 등이 구비된다. 상기 제어장치는 외부에서 인가된 전원을 변환하여 실외기의 모터, 압축기 등을 제어한다. 상기 제어 장치의 작동 과정에서 상기 제어 방치는 발열하므로 상기 제어 장치의 냉각이 요구된다.

본 실시예의 목적은 다수의 부품을 제어하는 제어장치의 냉각이 효율적으로 이루어지도록 하는 공기 조화기의 실외기를 제안하는 것에 있다.

일 측면에 따른 공기 조화기의 실외기에는, 제어장치가 구비되는 전장실; 송풍팬이 구비되는 송풍실; 상기 전장실과 송풍실을 구획하는 베리어; 상기 전장실로 유입되어 상기 제어장치를 냉각시킨 외기가 상기 송풍실로 이동되도록 하는 다수의 냉각 유로가 포함된다.

다른 측면에 따른 공기 조화기의 실외기에는, 제어장치가 구비되는 전장실; 송풍팬이 구비되는 송풍실; 상기 전장실과 송풍실을 구획하는 베리어; 상기 전장실에 구비되어 상기 제어장치를 냉각시키기 위한 냉각 장치; 및 상기 베리어에 형성되어 상기 전장실의 공기가 상기 송풍실로 이동되도록 하는 하나 이상의 토출홀이 포함된다.

제안되는 실시예에 의하면, 냉각을 위한 공기의 유동 경로가 길게 형성됨에 따라 상기 제어장치의 냉각이 효율적으로 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 리액터 PCB 및 메인 PCB를 냉각시킨 공기가 상기 인버터 PCB 측에서 나뉘어진 상태에서 상기 인버터 PCB를 냉각시키므로, 외기에 의해서 상기 각 PCB의 냉각이 가능해지고, 특히, 상대적으로 고온으로 발열하는 인버터 PCB의 효과 적인 냉각이 가능해진다.

또한, 상기 전장실의 공기가 다수의 토출홀을 통하여 상기 송풍실로 토출되므로, 상기 전장실에서의 공기 흐름이 보다 원활해지는 장점이 있다.

또한, 상기 전장실에 냉각팬이 구비되는 경우에는, 외기가 상기 전장실로 안정적으로 유동할 수 있는 장점이 있으며, 신속하게 외기가 전장실을 유동할 수 있으므로, 상기 제어장치의 효과적인 냉각이 이루어질 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 실외기의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 공기 조화기의 실외기(10)는 외곽 케이스에 의해 외관이 형성된다. 상기 외곽 케이스에는, 전면 케이스(11), 후면 케이스(12) 및 상면 커버(13)가 포함된다. 그리고, 상기 외곽 케이스의 하면에는 베이스(15)가 결합된다.

상기 전면 케이스(11)에는 그릴부(20)가 구비된다. 상기 그릴부(20)는 별도의 체결 부재(미도시)에 의해서 상기 전면 케이스(11)에 결합된다.

상기 전면 케이스(11)의 일측 면에는 서비스 패널(30)이 배치된다. 상기 서비스 패널(30)은 실외기의 내부 부품을 교체하거나 수리하도록 상기 전면 케이스(11)에 분리 가능하게 설치된다.

또한, 상기 전면 케이스(11)의 하측에는 배관 커버(40)가 구비된다. 상기 배관 커버(40)는 외부의 냉매 배관(미도시)이 통과되어 실외기 내부의 냉매관(65: 도 2 참조)에 연결되도록 한다.

도 2는 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 실외기의 내부 구조를 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 상기 실외기(10)의 내부 공간은 베리어(50)에 의해서 좌측 공간과 우측 공간(도 2에서 볼 때)으로 구획된다. 그리고, 상기 우측 공간은 구획 패널(89)에 의해 상측 공간과 하측 공간으로 구획된다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 좌측 공간을, 송풍 장치(110)가 설치되는 송풍실(3)이라 하고, 상기 하측 공간을 압축기(61) 등이 배치되는 기계실(1)이라 하며, 상기 상측 공간을 제어장치(70)가 배치되는 전장실(2)이라 한다.

상기 기계실(1)에는 상기 압축기(61), 오일 분리기(62), 어큐뮬레이터(63) 등이 구비된다. 상기 오일 분리기(62)는 상기 압축기(61)에서 토출된 냉매에 포함된 오일을 분리하여 상기 압축기(61)에 회수하고, 상기 어큐뮬레이터(63)는 실내기에서 토출된 냉매 중에서 기상 냉매를 상기 압축기(61)에 제공한다.

상기 어큐뮬레이터(63)의 외면에는 고정 브라켓(64)이 고정되고, 상기 베리어(50)에는 상기 고정 브라켓(64)이 끼워지는 포켓(51)이 고정된다. 따라서, 상기 고정 브라켓(64)이 상기 포켓(51)에 끼워지면 상기 어큐뮬레이터(63)가 아래로 기울어지는 것을 방지할 수 있다.

상기 압축기(61), 상기 오일 분리기(62) 및 상기 어큐뮬레이터(63)는 냉매관(65)과 연결되고, 상기 냉매관(65)에는 외부의 냉매관(미도시)과 용이하게 연결될 수 있도록 서비스 밸브(66)가 연결된다. 이 때, 상기 제어장치(70)의 하측에는 서비스 밸브(66)를 고정시키기 위한 서비스 밸브 브라켓(90)이 설치된다.

상기 전장실(2)에는 상기 제어 장치(70)가 배치된다. 상기 제어 장치(70)는 고정 패널(81)에 고정된다. 상기 고정 패널(81)은 상면 커버(13: 도 1 참조)와 실외 열교환기(101)의 일측에 고정된다. 이 때, 상기 고정 패널(81)은 상기 베리어(50)에서 연장된 후 일측(도 2에서 전방측)으로 절곡된다. 본 실시예에서는 상기 고정 패널(81)이 상기 베리어(50)와 일체로 형성되는 것이 도시되나, 이와 달리 상기 고정 패널(81)이 상기 베리어(50)에 결합될 수 있다.

상기 제어 장치(70)에는 메인 PCB(71)와, 인버터 PCB(72) 및 리액터 PCB(73)를 포함한다. 상기 메인 PCB(71)는 실외기와 실내기(미도시)를 전체적으로 제어한다. 상기 인버터 PCB(72)는 외부에서 인가된 DC 전원을 AC 전원으로 전환하여 전압과 주파수를 가변시킴에 따라 압축기 모터(미도시)의 회전 속도를 제어한다. 상기 리액터 PCB(73)는 압축기 모터(미도시)의 코일 소손을 방지한다.

이 때, 상기 인버터 PCB(72)는 상기 베리어(50)에 고정되고, 상기 리액터 PCB(73)는 상기 고정 패널(81)의 전면에 고정되며, 상기 메인 PCB(71)는 상기 리액터 PCB(73)의 전방에 상기 리액터 PCB(73)와 이격되어 형성된다.

한편, 상기 실외기(10)의 내부에는 상기 전장실(2)과 외부를 연통시키는 흡입 유로부(85)가 형성된다. 이하에서는 상기 흡입 유로부(85)에 관하여 상세히 설명한다.

상기 흡입 유로부(85)는 상기 고정 패널(81)과 상기 후면 케이스(12) 사이에 형성된다. 그리고, 상기 후면 케이스(12)에는 외부 공기가 상기 흡입 유로부(85)로 흡입되도록 하는 공기 흡입홀(82)이 형성되고, 상기 고정 패널(81)에는 상기 흡입 유로부(15)의 공기가 통과하는 연통홀(84)이 형성된다.

이 때, 상기 공기 흡입홀(82)은 상기 리액터 PCB의 후방에 위치되고, 상기 연통홀(84)은 상기 리액터 PCB(73)와 상기 메인 PCB(71) 사이에 위치된다. 따라서, 상기 공기 흡입부(82)를 통하여 흡입된 외부 공기는 상기 리액터 PCB(73)의 후방, 즉, 상기 고정 패널(81)의 후면을 따라 유동되면서 상기 리액터 PCB(73)의 후측을 냉각한 후에 상기 연통홀(84)을 통하여 상기 리액터 PCB(73)와 메인 PCB(71) 사이로 이동된다. 즉, 상기 리액터 PCB(73)와 메인 PCB(71)는 공기 유동을 기준으로 상기 인버터 PCB(72)의 상류에 위치한다. 그리고, 상기 인버터 PCB(72)를 제 1 PCB라 하고, 상기 리액터 PCB(73)와 메인 PCB(71)는 제 2 PCB 및 제 3 PCB라 이름할 수 있다.

또한, 상기 베리어(50)에는 다수의 공기 토출홀(55, 56)이 형성된다.

상세히, 상기 다수의 공기 토출홀(55, 56)은 상기 제어 장치(70)의 하방, 즉, 상기 인버터 PCB(72)의 하방에 위치되는 하부 토출홀(55)과, 상기 제어 장치(70)의 상방, 즉 상기 인버터 PCB(72)의 상방에 위치되는 상부 토출홀(56)이 포함된다. 그리고, 상기 전장실(2)의 공기 즉, 상기 리액터 PCB(73)와 메인 PCB(71) 사이로 이동된 공기는 상기 각 토출홀(55, 56)을 통하여 상기 송풍실(3)로 토출된다.

여기서, 상기 연통홀(84)을 통하여 상기 전장실(2)로 유입된 공기가 상기 하부 토출홀(55)을 통하여 상기 송풍실(3)로 이동되도록 하는 유로를 하부 냉각 유 로(131)라 하고, 상기 전장실(2)로 유입된 공기가 상기 상부 토출홀(55)을 통하여 상기 송풍실(3)로 이동되도록 하는 유로를 상부 냉각 유로(131)라 한다.

이와 같이 상기 공기 흡입홀(82)을 통하여 흡입된 공기가 상기 고정 패널(81)의 후면을 따라 유동한 후에 상기 연통홀을 통하여 상기 전장실(2)로 유입되므로, 즉, 상기 공기 흡입홀(82)과 상기 공기 토출홀(55, 56)의 거리가 증가되도록 함으로써, 상기 제어장치(70)의 냉각 효율을 증대시킬 수 있다.

상기 전장실(2)과 송풍실(3)이 공기 토출부(55)에 의해 연통되므로, 상기 전장실(2)과 송풍실(3)에는 상기 팬(111)의 송풍력에 의해 대기압보다 낮은 압력이 발생된다. 따라서, 자연 대류에 의해서 외부 공기가 상기 전장실(2)로 유입될 수 있다.

상기 송풍실(3)에는 방열부(57)가 구비된다. 이 때, 상기 방열부(57)는 상기 3개의 PCB(71,72,73) 중에서 가장 고온으로 발열되는 인버터 PCB(72)와 마주보도록 상기 베리어(50)에 설치된다. 또한, 상기 방열부(57)는, 도시된 것과 같이 상기 상부 토출홀(56)과 하부 토출홀(55) 사이에 설치되므로, 상기 상부 토출홀(56)과 하부 토출홀(55) 사이의 거리는 상기 방열부(57)의 상하 길이보다 길게 형성될 수 있다. 상기 방열부(57)는 상기 송풍실(3)의 유동 공기와 열교환됨에 의해 상기 인버터 PCB(72)의 열을 흡수한다. 이러한 방열부(57)는 상하 방향으로 배치된 다수의 열교환핀(58)을 포함한다. 따라서, 상기 송풍실(3)의 유동 공기는 상기 방열부(57)에서 상하방향으로 유동되면서 열을 흡수한다.

본 실시예에서는 상기 방열부(57)와 상기 인버터 PCB(72) 사이에 베리어(50)의 일부가 개입되는 것이 설명되나, 이와 달리 상기 베리어(50)의 일부가 절개되어 상기 방열부(57)가 상기 베리어(50)에 설치된 상태에서 상기 인버터 PCB(72)와 접촉할 수 있다.

상기 송풍실(3)에는 실외 열교환기(101)와 송풍 장치(110)가 구비된다. 상기 실외 열교환기(101)의 근처에는 적어도 2개 이상의 지지대(120)가 설치되고, 상기 지지대(120)에는 적어도 하나 이상의 송풍 장치(110)가 결합된다. 상기 송풍 장치(110)는 송풍 팬(111)과 팬모터(112)를 포함한다.

상기 각 지지대(120)의 하단에는 지지 레그(121)가 형성되고, 상기 베이스(15)에는 상기 지지 레그(121)가 안착되는 안착단(16)이 형성된다.

상기 지지대(120)는 상하 방향으로 나란하게 배치된다. 상기 지지대(120)에는 모터 마운트(미도시)가 결합되고, 상기 모터 마운트에 상기 팬모터(112)가 결합된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 관해 설명하기로 한다.

도 3은 도 2의 A부분의 확대도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 공기 조화기가 구동되면, 상기 메인 PCB(71)는 실외기(10)와 실내기를 제어한다. 상기 메인 PCB(71)의 제어에 의해서 상기 압축기(61)에서 냉매가 압축된다.

이때, 상기 인버터 PCB(72)는 외부에서 인가된 DC 전압을 AC 전압으로 전환하여 전압과 주파수를 가변시킨다. 상기 인버터 PCB(72)는 압축기 모터(미도시)에 공급되는 전압과 주파수를 가변시킴으로써 상기 압축기 모터(미도시)의 회전 속도를 제어한다. 이러한 인버터 PCB(72)에는 외부에서 DC 전압이 직접 인가되고 이를 AC로 가변시키므로 상기 3개의 PCB(71,72,73) 중에서 가장 고온으로 발열된다.

예를 들면, 상기 인버터 PCB(72)는 대략 100-110℃ 정도 발열되고, 상기 리 액터 PCB(73)는 대략 80℃ 정도 발열되며, 상기 메인 PCB(71)는 대략 50℃ 정도로 발열된다. 따라서, 가장 고온으로 발열되는 인버터 PCB(72)에 인접하게 상기 방열부(57)가 설치된다.

그리고, 상기 메인 PCB(71)의 제어에 의해서 상기 송풍팬(111)이 회전된다. 상기 송풍팬(111)이 회전됨에 따라 상기 실외 열교환기(101)를 통과한 공기는 그릴부(20)를 통하여 외부로 배출된다. 이 때, 상기 송풍실(3) 내부의 압력은 상기 전장실(2) 압력 보다 낮아지고, 상기 실외 열교환기(101)와 송풍팬(111)의 흡입측 사이의 공간의 압력이 토출 측 보다 낮아진다.

그리고, 상기 전장실(2)의 압력은 상기 흡입 유로부(85)의 압력보다 현저히 낮게 형성된다. 따라서, 외기는 상기 공기 흡입홀(82)을 통하여 상기 흡입 유로부(85)에 유입된다. 이 때, 외기가 상기 흡입 유로부(85)를 따라 유동되는 동안에 상기 리액터 PCB(73)의 후측을 냉각시킨다. 상기 흡입 유로부(85)의 외기는 연통부(84)홀을 통하여 상기 전장실(2) 내부로 유입된다. 상기 전장실(2)에서 외기가 유동됨에 따라서 상기 3개의 PCB(71,72,73)가 모두 냉각된다. 그리고, 상기 전장실(2)의 공기는 3개의 PCB(71,72,73)를 냉각시킨 후 상기 하부 토출홀(55) 및 상부 토출홀(55)을 통하여 상기 송풍실(3)로 이동된다.

상기 송풍실(3)에는 상기 송풍팬(111)의 외측 원주방향을 따라 회전되는 기류가 형성된다. 이 기류는 상기 방열부(57)의 상하방향으로 이동되면서 상기 방열부(57)의 열을 흡수한다.

상기 제어장치와 방열부(57)의 열을 흡수한 공기는 상기 그릴부(20)를 통해 외부로 배출된다.

이와 같은 본 실시예에 의하면, 냉각을 위한 공기의 유동 경로가 길게 형성됨에 따라 상기 제어장치(70)의 냉각이 효율적으로 냉각시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 리액터 PCB(73) 및 메인 PCB(71)를 냉각시킨 공기가 상기 인버터 PCB(72) 측에서 나뉘어진 상태에서 상기 인버터 PCB(72)를 냉각시키므로, 외기에 의해서 상기 각 PCB(71, 72, 73)의 냉각이 가능해지고, 특히, 상대적으로 고온으로 발열하는 인버터 PCB(72)의 효과적인 냉각이 가능해진다.

또한, 상기 전장실(2)의 공기가 다수의 토출홀(55, 56)을 통하여 상기 송풍실(3)로 토출되므로, 상기 전장실(2)에서의 공기 흐름이 보다 원활해지는 장점이 있다.

도 4는 제 2 실시예에 따른 실외기의 내부 구성을 보여주는 도면이다.

도 4에는 메인 PCB가 제거된 상태의 실외기의 내부 구성이 도시된다.

본 실시예는 다른 부분에 있어서는 제 1 실시예와 동일하고, 다만, 전장실에 냉각팬이 추가적으로 구비되는 것을 특징으로 한다. 따라서 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

도 4를 참조하면, 상기 각 PCB(71, 72, 73)가 구비되는 전장실(2)에는 외기를 강제 유동시키는 냉각 장치(140)가 구비된다.

상세히, 상기 냉각 장치(140)는 냉각팬(141)과 냉각 모터(미도시) 포함된다. 상기 냉각팬(141)으로는 일 례로 축류팬이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 냉각 장치(140)는 일 례로 상기 고정 패널(81)에 설치될 수 있다.

그리고, 상기 냉각팬(141)은 상기 리액터 PCB(73)와 메인 PCB(71) 사이에 배치된다.

상기되는 구성에 의하면, 상기 냉각팬(141)의 회전에 의해서 상기 연통홀(84)을 통하여 흡입된 공기는 먼저, 상기 메인 PCB(71)를 냉각시킨다. 상기 메인 PCB(71)를 냉각시킨 공기는 상기 냉각팬(141)에 의해서 상기 리액터 PCB(73) 측으로 송풍되어 상기 리액터 PCB(73)를 냉각시킨 후에 상기 인버터 PCB(72) 측으로 송풍된다. 상기 인버터 PCB(72)를 냉각시킨 공기는 상기 각 토출홀(55, 56)을 통하여 상기 송풍실(3)로 송풍된다.

이와 같은 본 실시예에 의하면, 상기 전장실(2)에 구비되는 냉각팬(141)에 의해서 외기가 상기 전장실(2)로 안정적으로 유동할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 냉각팬(2)에 의해서 상기 전장실로 외기가 신속하게 유입되고, 상기 제어장치를 냉각시킨 공기가 상기 송풍실(3)로 신속하게 토출되므로, 상기 제어장치(70)의 냉각이 보다 효과적으로 이루어질 수 있는 장점이 있다.

도 1은 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 실외기의 사시도.

도 2는 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 실외기의 내부 구조를 도시한 사시도.

도 3은 도 2의 A부분의 확대도.

도 4는 제 2 실시예에 따른 실외기의 내부 구성을 보여주는 도면.

Claims

전장실, 송풍팬이 구비되는 송풍실, 상기 전장실과 송풍실을 구획하는 베리어가 포함되는 공기 조화기의 실외기에 있어서,

상기 전장실에는, 상기 베리어에 설치되는 제어장치가 구비되고,

상기 베리어에는, 상기 제어장치의 하방에 위치되는 하부 토출홀 및 상기 제어장치의 상방에 위치되는 상부 토출홀이 형성되는 공기 조화기의 실외기.
제 1 항에 있어서,

상기 베리어에는 방열부가 설치되며,

상기 상부 토출홀과 하부 토출홀 사이의 거리는 상기 방열부의 상하 길이보다 긴 공기 조화기의 실외기.
제 2 항에 있어서,

상기 방열부는 상기 베리어에서 상기 상부 토출홀과 상기 하부 토출홀 사이 영역에 설치되는 공기 조화기의 실외기.
제 3 항에 있어서,

공기의 유동 방향을 기준으로 상기 제어장치의 상류 측에 구비되는 하나 이상의 PCB가 더 포함되는 공기 조화기의 실외기.
제 1 항에 있어서,

상기 전장실에는 상기 제어장치를 냉각시키기 위한 냉각 장치가 더 구비되는 공기 조화기의 실외기.
제 5 항에 있어서,

상기 냉각 장치에는, 외기를 흡입하기 위한 냉각팬이 포함되는 공기 조화기의 실외기.
제 5 항에 있어서,

상기 제어 장치는 다수 개의 PCB가 포함되며,

상기 냉각 장치는 상기 다수 개의 PCB를 순차적으로 냉각시키는 공기 조화기의 실외기.