KR101645132B1 - 과냉각기 및 이를 구비한 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 실시예는 과냉각기 및 이를 구비한 공기조화기에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 과냉각기에는, 공기조화기의 응축기와 증발기 사이에 배치되어, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 과냉각하여 상기 증발기로 유동시키는 과냉각기에 있어서, 상기 응축기를 통과한 제 1 냉매와, 상기 제 1 냉매로부터 분지되는 제 2 냉매가 유입하는 과냉각 본체; 상기 과냉각 본체의 내부에 구비되며, 상기 제 1 냉매가 유동하는 다수의 내부 튜브; 상기 과냉각 본체의 내부에서 상기 다수의 내부 튜브의 외측공간을 형성하며, 상기 제 2 냉매가 유동하는 유동공간부; 및 상기 다수의 내부튜브의 적어도 일부분을 지지하는 배플이 포함되며, 상기 배플에는, 상기 과냉각 본체의 내주면에 결합되는 외주면을 가지는 배플 본체; 상기 배플 본체에 형성되며, 상기 다수의 내부튜브 중 일 내부튜브가 관통하는 관통공; 및 상기 다수의 내부튜브 중 타 내부튜브가 지지되는 지지홈이 포함된다.

Description

과냉각기 및 이를 구비한 공기조화기{Subcooler and Air conditioner including the same}
본 발명은 과냉각기 및 이를 구비한 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 쾌적한 실내의 공기 환경을 조성하기 위해 실내 온도를 조절하는 장치를 의미한다.
이러한 공기조화기는 실내에 설치되는 실내기와, 상기 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다. 그리고 상기 실외기에는 하나 이상의 상기 실내기가 연결될 수 있다.
그리고 공기조화기는, 상기 실내기로 냉매를 공급하여 냉방 또는 난방 운전으로 작동될 수 있다. 여기서 공기조화기의 작동 방식인 냉방 운전 또는 난방 운전은 순환하는 냉매의 흐름에 따라 결정된다. 즉, 공기조화기는, 냉매의 흐름에 따라 냉방 운전으로 작동할 수도 있고 난방 운전으로 작동할 수도 있다.
먼저, 공기조화기가 냉방 운전으로 작동할 때 냉매의 흐름을 설명한다. 상기 실외기의 압축기에서 압축된 냉매는 상기 실외기의 열교환기를 거쳐서 중온 고압의 액체 냉매가 된다. 상기 액체 냉매가 상기 실내기로 공급되면, 상기 실내기의 열교환기에서 냉매가 팽창되면서 기화 현상이 발생할 수 있다. 상기 기화 현상에 의해 상기 실내기의 열교환기의 주변 공기의 온도가 하강하게 된다. 그리고, 상기 실내기 팬이 회전하면 온도가 하강된 상기 실내기의 열교환기의 주변 공기는 실내로 토출된다.
다음으로 공기조화기가 난방 운전으로 작동할 때 냉매의 흐름은 다음과 같다. 상기 실외기의 압축기에서 고온고압의 기체 냉매가 실내기로 공급되면, 상기 실내기의 열교환기에서 고온고압의 기체 냉매가 액화될 수 있다. 상기 액화 현상에 의해 방출된 에너지는 상기 실내기의 열교환기의 주변 공기의 온도를 상승시킨다. 그리고, 실내기 팬이 회전되면 온도가 상승된 상기 실내기의 열교환기의 주변 공기가 실내로 토출될 수 있다.
한편, 공기조화기에는 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되기전에 과냉각되도록 하는 과냉각기가 구비될 수 있다. 상기 과냉각기는 냉동 사이클을 순환하는 메인 냉매가 유동하는 내부튜브 및 상기 메인 냉매와 열교환하는 분지 냉매가 흐르는 외부튜브가 포함될 수 있다. 상기 내부튜브는 상기 외부튜브의 내측 공간에 배치될 수 있다.
상기 분지냉매는 상기 메인 냉매의 적어도 일부의 냉매가 분지된 냉매이며, 상기 분지냉매는 팽창 후 상기 메인냉매와 열교환 될 수 있다. 이러한 열교환 과정에서, 상기 메인냉매는 과냉각 될 수 있다.
종래의 과냉각기의 경우, 상기 메인 냉매와 상기 분지 냉매가 유동되는 과정에서 상기 내부튜브가 상기 외부튜브와 접촉되어 충격소음이 발생할 수 있고, 상기 내부튜브가 흔들리면서 냉매유동소음이 발생한다는 문제점이 있었다.
한편, 본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허 제2013-0027290호에 개시된다.
본 발명의 목적은, 과냉각기의 내구성을 향상시키고, 냉매의 유동으로 인한 소음 발생이 없는 과냉각기 및 이를 구비한 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 실시예에 따른 과냉각기에는, 공기조화기의 응축기와 증발기 사이에 배치되어, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 과냉각하여 상기 증발기로 유동시키는 과냉각기에 있어서, 상기 응축기를 통과한 제 1 냉매와, 상기 제 1 냉매로부터 분지되는 제 2 냉매가 유입하는 과냉각 본체; 상기 과냉각 본체의 내부에 구비되며, 상기 제 1 냉매가 유동하는 다수의 내부 튜브; 상기 과냉각 본체의 내부에서 상기 다수의 내부 튜브의 외측공간을 형성하며, 상기 제 2 냉매가 유동하는 유동공간부; 및 상기 다수의 내부튜브의 적어도 일부분을 지지하는 배플이 포함되며, 상기 배플에는, 상기 과냉각 본체의 내주면에 결합되는 외주면을 가지는 배플 본체; 상기 배플 본체에 형성되며, 상기 다수의 내부튜브 중 일 내부튜브가 관통하는 관통공; 및 상기 다수의 내부튜브 중 타 내부튜브가 지지되는 지지홈이 포함된다.
또한, 상기 지지홈은, 상기 배플 본체의 적어도 일부분이 함몰되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지홈은 다수가 구비되며, 상기 배플 본체에는, 상기 다수의 지지홈 중, 일 지지홈과 타 지지홈을 연결하는 홈 연결부가 포함된다.
또한, 상기 지지홈은 원호의 형상을 가지며, 상기 원호의 중심각(θ)은 180도 이상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과냉각 본체는 원통 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배플은, 기준선(A1)을 중심으로 대칭되는 형상을 가지며, 상기 배플 본체의 외주면에는, 상기 기준선(A1)과 만나는 기준점이 포함되고, 상기 기준점으로부터 상기 기준선(A1)이 향하는 방향으로, 상기 홈 연결부가 형성되는 높이(H)는 상기 과냉각 본체의 지름의 1/2에 해당하는 높이(H1)보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 홈 연결부의 높이(H)는, 상기 기준점으로부터 상기 기준선(A1)이 향하는 방향으로, 상기 타 내부튜브의 상단부 높이(H2)보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수의 내부 튜브에는, 다수의 배관이 정렬된 제 1 열배관부; 상기 제 1 열배관부로부터 이격되어, 다른 다수의 배관이 정렬된 제 2열배관부; 및 상기 제 2 열배관부로부터 이격되어, 또 다른 다수의 배관이 정렬된 제 3열배관부가 포함된다.
또한, 상기 제 1열배관부는 상기 배플의 상기 관통공에 결합되며, 상기 제 2열배관부는 상기 배플의 지지홈에 지지되고, 상기 제 3열배관부는 상기 배플로부터 이격되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3열배관부를 구성하는 배관의 중심으로부터 설정된 반경(r)으로 상기 제 2 열배관부의 배관에 접하는 가상의 동심원(P1)을 정의할 때, 상기 홈 연결부는 상기 가상의 동심원(P1)과 접하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 따른 공기 조화기에는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기를 통과한 냉매를 응축하는 응축기; 및 상기 응축기에서 응축된 냉매를 과냉각시키는 과냉각기를 포함하고, 상기 과냉각기에는, 외부 튜브; 상기 외부 튜브의 내부에 배치되는 다수의 내부튜브; 및 상기 다수의 내부튜브를 지지하며, 상기 다수의 내부튜브 중 일 내부튜브가 결합되는 관통공 및 타 내부튜브를 지지하는 원호 형상의 지지홈을 구비하는 배플이 포함된다.
또한, 상기 배플은 다수가 구비되며, 상기 다수의 배플은, 냉매가 유동하는 방향을 기준으로, 상기 외부튜브의 내측 상부 또는 내측 하부에 제공되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수의 배플은, 냉매가 유동하는 방향을 기준으로, 상기 외부튜브의 내측 상부 및 내측 하부에 교번하여 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배플에는, 상기 외부튜브의 내주면에 지지하는 외주면; 및 상기 외주면 상의 일 지점으로서, 상기 배플을 대칭으로 이분하는 기준선(A1)이 만나는 기준점이 포함되고, 상기 기준점을 중심으로, 상기 기준선(A1)이 향하는 방향으로의 배플의 높이(H)는 상기 외부튜브의 직경의 1/2에 해당하는 높이(H1)보다는 크고, 상기 타 내부튜브의 상단부 높이(H2)보다는 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과냉각기는 다수가 구비되며, 상기 다수의 과냉각기에는, 직렬연결되는 제 1 과냉각기 및 제 2 과냉각기가 포함된다.
본 실시예에 따르면, 과냉각기에 다수의 내부튜브가 구비되어 메인냉매와 분지냉매간에 열교환이 이루어질 수 있으므로, 응축기에서 응축된 냉매의 과냉각이 효율적으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 다수의 내부튜브 중 적어도 일부의 내부튜브를 지지하는 배플이 구비되어, 내부튜브의 진동발생 및 상기 진동에 따른 소음 발생을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 배플에는, 일부의 냉매배관이 관통되는 관통홀과, 다른 냉매배관의 외주면 일부를 지지하는 지지홈이 구비되므로, 내부튜브를 효과적으로 지지할 수 있을 뿐만 아니라, 배플이 다수의 내부튜브 사이의 공간에 위치하지 않게 되어 상기 배플과 내부튜브가 서로 접촉함에 따른 소음발생이 방지될 수 있다.
또한, 배플의 대칭 기준점을 중심으로, 일방향으로 홈 연결부의 최적 높이값 또는 범위가 제안될 수 있으므로, 냉매 유동이 원활하고 냉매유동에 따른 소음발생을 저감할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 과냉각기 내부에서의 냉매 유동방향에 대응하여, 다수의 배플이 과냉각기 중심의 일측 및 타측에 교번하여 배치될 수 있으므로, 다수의 내부튜브의 메인유동과 과냉각 본체 내부의 분지유동간에 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 사이클 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과냉각기의 외관 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 과냉각기의 내부 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 내부튜브와 배플의 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 과냉각기에서의 냉매 유동모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배플의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배플의 구성을 보여주는 정면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 과냉각기 내부의 구성을 보여주는 단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 사이클 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(10)에는, 실외에 배치되는 실외기(100) 및 실내에 배치되는 실내기가 포함된다. 상기 실내기에는, 실내 공간의 공기와 열교환 되는 실내 열교환기가 포함된다.
상기 실외기(100)에는, 복수의 압축기(110,112)와, 상기 복수의 압축기(110,112)의 출구측에 배치되며 상기 복수의 압축기(110,112)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리하기 위한 오일 분리기(120,122)가 포함된다.
상기 복수의 압축기(110,112)에는 병렬 연결되는 제 1 압축기(110) 및 제 2 압축기(112)가 포함된다. 일례로, 상기 제 1 압축기(110)는 메인 압축기이고, 상기 제 2 압축기(112)는 서브 압축기일 수 있다.
시스템의 능력에 따라, 상기 제 1 압축기(110)가 먼저 운전되고 상기 제 1 압축기(110)의 능력만으로 부족할 경우 상기 제 2 압축기(112)가 추가적으로 운전될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 압축기(110) 및 제 2 압축기(112)에는, 인버터 압축기(inverter compressor)가 포함될 수 있다.
상기 제 1 압축기(110) 및 제 2 압축기(112)의 출구측에는, 토출배관(111)이 연장된다. 상기 토출배관(111)에는, 상기 제 1,2 압축기(110,112)에서 압축된 냉매의 온도를 감지하는 토출온도 센서(115)가 설치될 수 있다.
상기 오일 분리기(120,122)에는, 상기 제 1 압축기(110)의 출구측에 배치되는 제 1 오일 분리기(120) 및 상기 제 2 압축기(112)의 출구측에 배치되는 제 2 오일 분리기(122)가 포함된다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 1,2 오일 분리기(120,122)로부터 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 오일을 각각 회수하기 위한 오일 회수유로(117)가 포함된다. 상기 오일 회수유로(117)는 상기 제 1 오일분리기(120)로부터 상기 제 1 압축기(110)로, 그리고 상기 제 2 오일 분리기(122)로부터 상기 제 2 압축기(112)로 연장될 수 있다.
상기 오일 회수유로(117)에는, 회수되는 오일량을 조절하는 오일 밸브(118) 및 상기 제 1,2 오일 분리기(120,122)로부터 상기 제 1,2 압축기(110,112)로의 냉매 일방향 유동을 가이드 하는 제 1 체크 밸브(118a)가 각각 설치될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 1,2 오일 분리기(120,122)로부터 상기 회수유로(117)로 각각 연장되는 바이패스 유로(117a)가 더 포함된다.
상기 제 1,2 오일 분리기(120,122)의 각 출구측에는, 제 2 체크밸브(124)가 설치될 수 있다. 상기 제 1,2 오일 분리기(120,122)에서 배출된 냉매는 상기 제 2 체크밸브(124)를 각각 통과한 후 합지된다.
상기 실외기(100)에는, 압축된 냉매의 고압을 감지하기 위한 고압 센서(125) 및 상기 고압 센서(125)에서 감지된 압력에 따라 냉매의 유동을 선택적으로 차단하는 고압 스위치(126)가 더 포함된다. 상기 고압 센서(125) 및 고압 스위치(126)는, 상기 제 2 체크밸브(124)를 통과하여 합지된 냉매의 배관에 설치될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 냉매의 유동방향을 전환하는 유동전환부(130,135)가 더 포함된다. 상기 유동전환부(130,135)에는, 상기 고압센서(125)를 거친 냉매를 실외 열교환 장치(140) 또는 실내기 측으로 가이드 하는 제 1 유동전환부(130) 및 제 2 유동전환부(135)가 포함된다.
상기 제 1,2 유동전환부(130,135)는 직렬로 연결된다. 일례로, 상기 제 1,2 유동전환부(130,135)에는, 하나의 입출구가 막힌 사방 밸브(four way valve)가 포함될 수 있다.
상기 공기 조화기가 냉방 운전하는 경우, 냉매는 상기 제 1 유동전환부(130)로부터 상기 실외 열교환장치(140)로 유입되며, 상기 실내기의 실내 열교환기에서 증발된 냉매는 저압기관(195)을 통하여 기액분리기(160)로 유입된다.
반면에, 상기 공기 조화기가 난방 운전하는 경우, 냉매는 상기 제 2 유동전환부(135)로부터 고압기관(196)을 통하여 상기 실내기의 실내 열교환기측으로 유동하며, 상기 실외 열교환장치(140)에서 증발된 냉매는 상기 제 1 유동전환부(130)를 거쳐 상기 기액분리기(160)로 유입된다.
상기 실외 열교환장치(140)에는, 복수의 열교환부(141,142) 및 실외 팬(143)이 포함된다. 상기 복수의 열교환부(141,142)에는, 병렬 연결되는 제 1 열교환부(141) 및 제 2 열교환부(142)가 포함된다. 냉방운전시, 상기 제 1 유동전환부(130)를 통과한 냉매는 체크 밸브(145a)에 의하여 상기 제 2 열교환부(142)로의 유동이 제한되며, 상기 상기 제 1 열교환부(141)로 유입될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 1 열교환부(141)의 냉매온도를 감지하는 제 1 열교환부 온도센서(140a), 상기 제 2 열교환부(142)의 냉매온도를 감지하는 제 2 열교환부 온도센서(140b) 및 외기온도를 감지하는 실외온도 센서(140c)가 더 포함된다.
상기 실외 열교환장치(140)에는, 상기 제 1 열교환부(141)의 출구측으로부터 상기 제 2 열교환부(142)의 입구측으로 냉매의 유동을 가이드 하는 가변유로(144)가 더 포함된다. 상기 가변유로(144)는, 상기 제 1 열교환부(141)의 출구측 배관으로부터 상기 제 2 열교환부(142)의 입구측 배관으로 연장된다.
상기 실외 열교환장치(140)에는, 상기 가변유로(144)에 제공되어 냉매의 흐름을 선택적으로 차단하는 가변 밸브(145)가 제공된다. 상기 가변 밸브(145)의 온/오프 여부에 따라, 상기 제 1 열교환부(141)를 통과한 냉매는 상기 제 2 열교환부(142)에 선택적으로 유입될 수 있다. 일례로, 상기 가변 밸브(145)에는, 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
상세히, 상기 가변 밸브(145)가 온 또는 개방되면, 상기 제 1 열교환부(141)를 통과한 냉매는 상기 가변유로(144)를 거쳐 상기 제 2 열교환부(142)로 유입된다. 이 때, 상기 제 1 열교환부(141)의 출구측 배관(147)에 제공되는 제 1 실외밸브(147a)는 폐쇄될 수 있다.
상기 제 2 열교환부(142)의 출구측 배관(148)에는 제 2 실외밸브(148a)가 제공되며, 상기 제 2 열교환부(142)에서 열교환된 냉매는 개방된 제 2 실외밸브(148a)를 통하여 제 1 과냉각기(150)로 유입될 수 있다.
반면에, 상기 가변 밸브(145)가 오프 또는 폐쇄되면, 상기 제 2 열교환부(142)로의 냉매 유동은 제한되며, 상기 제 1 열교환부(141)를 통과한 냉매는 상기 제 1 실외밸브(147a)를 거쳐 상기 제 1 과냉각기(150)로 유입될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 실외밸브(147a)와 제 2 실외밸브(148a)는 상기 제 1,2 열교환부(141,142)의 배치에 대응하여, 병렬로 배치될 수 있다. 일례로, 상기 제 1,2 실외밸브(147a,148a)에는, 냉매의 감압이 가능한 전자 팽창밸브(Electronic Expansion Valve, EEV)가 포함될 수 있다.
상기 제 1 열교환부(141)의 출구측 배관(147) 및 상기 제 2 열교환부(142)의 출구측 배관(148)에는, 제 1 바이패스 배관(149a) 및 제 2 바이패스 배관(149b)이 각각 연결된다.
상기 제 1,2 바이패스 배관(149a,149b)은 상기 제 1 유동전환부(130)의 입구측으로부터 상기 출구측 배관(147,148)으로 연장되며, 상기 제 1,2 압축기(110,112)에서 토출된 고압 냉매를 상기 제 1,2 열교환부(141,142)의 출구측으로 선택적으로 바이패스 한다. 상기 제 1,2 바이패스 배관(149a,149b)에는, 개도 조절이 가능한 제 1 바이패스 밸브(149c) 및 제 2 바이패스 밸브(149d)가 각각 설치될 수 있다.
상기 제 2 열교환부(142)의 출구측 배관(148)에는, 상기 제 2 실외밸브(148a)를 바이패스 하는 열교환부 바이패스배관 및 상기 열교환부 바이패스배관에 설치되는 제 3 체크밸브(148b)가 더 포함된다.
상기 실외 열교환장치(140)의 출구측에는, 과냉각기(150,170)가 배치된다. 상기 과냉각기(150,170)에는, 제 1 과냉각기(150) 및 제 2 과냉각기(170)가 포함된다.
상기 공기 조화기가 냉방 운전하는 경우, 상기 실외 열교환 장치(140)에서 응축된 냉매는 상기 제 1 과냉각기(150) 및 제 2 과냉각기(170)를 차례로 통과할 수 있다. 반면에, 상기 공기 조화기가 난방 운전하는 경우, 제 2 과냉각기(170)를 통과한 냉매는 상기 제 1 과냉각기(150)로 유입될 수 있다.
상기 제 1 과냉각기(150)는 냉매 시스템을 순환하는 제 1 냉매와, 상기 제 1 냉매 중 일부의 냉매(제 2 냉매)가 분지된 후 열교환되는 제 1 중간 열교환기로서 이해될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환 된 상기 제 2 냉매는 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 인젝션(injection) 될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 2 냉매를 분지하여 제 1 과냉각기(150)로 가이드 하는 제 1 과냉각 유로(151)가 포함된다. 상기 제 1 과냉각 유로(151)는 상기 제 1 과냉각기(150)로부터 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 연장될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 과냉각 유로(151)에는, 상기 제 2 냉매를 감압하기 위한 제 1 과냉각 팽창장치(153)가 설치된다. 상기 제 1 과냉각 팽창장치(153)에는, EEV(Electric Expansion Valve)가 포함될 수 있다.
상기 제 1 과냉각 유로(151)에는, 복수의 온도센서(154,155)가 제공된다. 상기 복수의 온도센서(154,155)에는, 상기 제 1 과냉각기(150)로 유입되기 전의 냉매온도를 감지하는 제 1 온도센서(154) 및 상기 제 1 과냉각기(150)를 통과한 후의 냉매온도를 감지하는 제 2 온도센서(155)가 포함된다.
상기 제 1 냉매 및 제 2 냉매가 상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환 되는 과정에서, 상기 제 1 냉매는 과냉되고, 상기 제 2 냉매는 가열될 수 있다.
상기 제 1 온도센서(154) 및 제 2 온도센서(155)에서 각각 감지된 냉매의 온도값에 기초하여, 제 2 냉매의 "제 1 과열도"가 인식될 수 있다. 일례로, 상기 제 2 온도센서(155)에서 감지된 온도값으로부터 상기 제 1 온도센서(154)에서 감지된 온도값을 감한 값이 상기 "제 1 과열도"로 인식될 수 있다.
상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환된 제 2 냉매는 분지되어 상기 제 1 압축기(110,112)로 인젝션 될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 과냉각 유로(151)를 "제 1 인젝션 유로"라 이름할 수 있다.
상세히, 상기 제 1 과냉각 유로(151)는 제 1 분지유로(156a) 및 제 2 분지유로(156b)로 분지되어 상기 제 1,2 압축기(110,112)에 각각 연결될 수 있다. 상기 제 1,2 분지유로(156a,156b)는 상기 제 1 인젝션 유로인 것으로 이해될 수 있다.
상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환 된, 제 1 과냉각 유로(151)의 냉매 중 일부는 상기 제 1 분지유로(156a)를 거쳐 상기 제 1 압축기(110)의 제 1 인젝션 포트로 인젝션 될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환 된, 상기 제 1 과냉각 유로(151)의 냉매 중 나머지 일부는 상기 제 2 분지유로(156b)를 거쳐 상기 제 2 압축기(112)의 제 1 인젝션 포트로 인젝션 될 수 있다.
이 때, 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 인젝션 되는 냉매는 중간 압력, 즉 압축기의 흡입 압력보다는 높고, 토출 압력보다는 낮은 압력을 형성할 수 있다.
상기 제 1 과냉각기(150)의 출구측에는, 제 1 분지부(158)가 제공된다. 상기 제 1 과냉각기(150)를 통과한 제 1 냉매는 상기 제 1 분지부(158)에서 분지되어 일부는 전장 냉각부(159)로 유입되며, 다른 일부는 리시버로 유입될 수 있다. 상기 전장 냉각부(159)는 발열부품이 설치되는 전장부의 일측을 통과하여 상기 발열부품을 냉각시킬 수 있다.
상기 전장 냉각부(159)의 출구측에는, 상기 제 2 과냉각기(170)가 배치된다. 상기 제 1 과냉각기(150), 전장 냉각부(159) 및 제 2 과냉각기(170)는 직렬로 배치될 수 있다.
냉방운전을 기준으로, 상기 제 1 과냉각기(150)에서 열교환 된 제 1 냉매는 상기 전장 냉각부(159)를 거쳐 상기 제 2 과냉각기(170)로 유입된다. 반면에, 난방운전을 기준으로, 상기 제 2 과냉각기(170)에서 열교환 된 냉매는 상기 전장 냉각부(159)를 거쳐 상기 제 1 과냉각기(150)로 유입될 수 있다.
상기 제 2 과냉각기(170)는 냉매 시스템을 순환하는 제 1 냉매와, 상기 냉매 중 일부의 냉매(제 2 냉매)가 분지된 후 열교환되는 제 2 중간 열교환기로서 이해될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 2 냉매가 분지되는 제 2 과냉각 유로(171)가 포함된다. 그리고, 상기 제 2 과냉각 유로(171)에는, 상기 제 2 냉매를 감압하기 위한 과냉각 팽창장치(173)가 제공된다. 상기 과냉각 팽창장치(173)에는, EEV(Electric Expansion Valve)가 포함될 수 있다.
상기 제 2 과냉각 유로(171)에는, 복수의 온도센서(174,175)가 제공된다. 상기 복수의 온도센서(174,175)에는, 상기 제 2 과냉각기(170)로 유입되기 전의 냉매온도를 감지하는 제 3 온도센서(174) 및 상기 제 2 과냉각기(170)를 통과한 후의 냉매온도를 감지하는 제 4 온도센서(175)가 포함된다.
상기 제 1 냉매 및 제 2 냉매가 상기 과냉각 열교환기(170)에서 열교환 되는 과정에서, 상기 제 1 냉매는 과냉되고, 상기 제 2 냉매는 가열될 수 있다.
상기 제 3 온도센서(174) 및 제 4 온도센서(175)에서 각각 감지된 냉매의 온도값에 기초하여, 제 2 냉매의 "제 2 과열도"가 인식될 수 있다. 일례로, 상기 제 4 온도센서(175)에서 감지된 온도값으로부터 상기 제 3 온도센서(174)에서 감지된 온도값을 감한 값이 상기 "제 2 과열도"로 인식될 수 있다.
상기 제 2 과냉각기(170)에서 열교환된 제 2 냉매는 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 인젝션 되거나, 기액 분리기(160)로 바이패스 될 수 있다.
상세히, 상기 제 2 과냉각 유로(171)에는, 냉매를 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 인젝션 하기 위한 제 2 인젝션 유로(176a,176b) 및 냉매를 상기 기액 분리기(160)로 바이패스 하기 위한 바이패스 유로(181)로 분지하는 제 2 분지부(182)가 포함된다.
상기 제 2 인젝션 유로(176)에는, 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 각각 연장되는 제 3 분지유로(176a) 및 제 4 분지유로(176b)가 포함된다. 상기 제 3 분지유로(176a)는 상기 제 1 압축기(110)의 제 2 인젝션 포트에 연결되고, 상기 제 4 분지유로(176b)는 상기 제 2 압축기(112)의 제 2 인젝션 포트에 연결될 수 있다.
상기 제 3,4 분지유로(176a,176b)에는, 냉매의 유량을 조절할 수 있는 인젝션 밸브(177)가 각각 설치될 수 있다. 상기 인젝션 밸브(177)에는, 개도 조절이 가능한 전자팽창 밸브(EEV)가 포함될 수 있다.
상기 제 2 과냉각기(170)에서 열교환 된, 제 2 과냉각 유로(171)의 냉매 중 일부는 상기 제 2 분지부(182)에서 분지되고 제 3 분지유로(176a)를 거쳐 상기 제 1 압축기(110)의 제 2 인젝션 포트로 인젝션 될 수 있다.
그리고, 상기 제 2 분지부(182)에서 분지된 다른 일부의 냉매는 상기 제 4 분지유로(176b)를 거쳐 상기 제 2 압축기(112)의 제 2 인젝션 포트로 인젝션 될 수 있다. 이 때, 인젝션 되는 냉매는 중간 압력, 즉 압축기의 흡입압력보다는 높고, 토출압력보다는 낮은 압력을 형성할 수 있다.
한편, 상기 기액 분리기(160)는 냉매가 상기 압축기(110,112)로 유입되기 전 기상 냉매가 분리되도록 하는 구성이다.
상기 기액 분리기(160)는 리시버(162)와 일체형으로 구성된다. 상세히, 상기 실외기(100)에는, 상기 기액 분리기(160)와 리시버(162)를 구비하는 냉매 저장탱크 및 상기 냉매 저장탱크의 내부 공간을 구획하는 구획부가 포함된다. 상기 냉매 저장탱크의 내부공간 중 상기 구획부의 하측에 상기 기액 분리기(160)가 구비되며, 상측에 상기 리시버(162)가 구비된다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 1,2 유동 전환부(130,135)로부터 상기 기액 분리기(160)로 연장되는 저압 배관(184)이 더 포함된다. 냉매 사이클에서 증발된 저압 냉매는 상기 제 1 유동전환부(130) 또는 제 2 유동전환부(135)로부터 상기 저압 배관(184)을 경유하여, 상기 기액 분리기(160)로 유입될 수 있다.
상기 기액 분리기(160)에는, 상기 저압 배관(184)이 연결되는 제 1 기액분리 포트 및 상기 바이패스 유로(181)가 연결되는 제 2 기액분리 포트가 포함된다. 상기 바이패스 유로(181)는 상기 제 2 분지부(182)로부터 상기 기액 분리기(160)의 제 2 기액분리 포트로 연장될 수 있다.
상기 바이패스 유로(181)에는, 냉매의 유동을 선택적으로 차단하는 바이패스 밸브(183)가 제공된다. 상기 바이패스 밸브(183)의 온/오프 또는 그 개도에 따라, 상기 기액 분리기(160)로 유입되는 냉매의 양이 조절될 수 있다. 일례로, 상기 바이패스 밸브(183)에는, 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
상기 리시버(162)는 시스템을 순환하는 냉매의 적어도 일부분을 저장할 수 있는 구성으로서 이해된다.
상기 실외기(100)에는, 상기 리시버(162)의 입구측에 연결되는 리시버 입구유로(163)가 더 포함된다. 상기 리시버 입구유로(163)는 상기 제 1 분지부(158)로부터 상기 리시버(162)로 연장될 수 있다.
상기 리시버 입구유로(163)에는, 냉매의 유동을 조절하는 리시버 입구밸브(164a)가 제공된다. 상기 리시버 입구밸브(164a)가 개방되면, 시스템을 순환하는 냉매 중 적어도 일부의 냉매가 상기 리시버(162)로 유입될 수 있다. 일례로, 상기 리시버 입구밸브(164a)에는, 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
그리고, 상기 리시버 입구유로(163)에는 감압장치(164b)가 제공되어, 상기 리시버(162)로 유입되는 냉매를 감압시킬 수 있다. 일례로, 상기 감압장치에는, 캐필러리 튜브가 포함될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 리시버(162)로부터 상기 기액 분리기(160)로 연장되는 리시버 출구배관(165)이 더 포함된다. 상기 리시버(162)에 저장된 적어도 일부의 냉매는 상기 리시버 출구배관(165)을 통하여 상기 기액 분리기(160)로 유입될 수 있다. 상기 기액 분리기(160)의 상부에는, 상기 리시버 출구배관(165)이 연결되는 기액분리 포트가 구비된다.
상기 리시버 출구배관(165)에는, 상기 리시버(162)로부터 배출되는 냉매의 양을 조절할 수 있는 리시버 출구밸브(166)가 제공된다. 상기 리시버 출구밸브(166)의 온/오프 또는 개도에 따라, 상기 기액 분리기(160)로 유입되는 냉매의 양이 조절될 수 있다. 일례로, 상기 리시버 출구밸브(166)에는, 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 기액 분리기(160)로부터 상기 제 1,2 압축기(110,112)측으로 연장되어 압축기로의 냉매 흡입을 가이드 하는 흡입배관(169)이 더 포함된다. 상기 흡입배관(169)은 분지되어, 상기 제 1 압축기(110)의 제 1 포트 및 상기 제 2 압축기(112)의 제 1 포트에 연결될 수 있다.
상기 흡입배관(169)에는, 상기 제 1,2 압축기(110,112)로 유입되는 냉매의 압력, 즉 시스템의 저압을 감지할 수 있는 저압 센서(169a)가 설치될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 기액 분리기(160)로부터 상기 흡입 배관(169)으로 연장되는 오일 리턴배관(190)이 더 포함된다. 상기 기액 분리기(160)에 저장되는 오일은 상기 오일 리턴배관(190)을 통하여 상기 흡입 배관(169)으로 유입될 수 있다. 상기 오일 리턴배관(190)에는, 오일 유량을 조절하는 오일 밸브(191)가 설치될 수 있다. 일례로, 상기 오일 밸브(191)에는, 솔레노이드 밸브가 포함될 수 있다.
상기 실외기(100)에는, 상기 제 1,2 압축기(110,112) 내부의 오일을 상기 흡입 배관(169)으로 공급하는 오일 공급배관(119)이 더 포함된다. 상기 오일 공급배관(119)은 상기 제 1,2 압축기(110,112)로부터 각각 연장되어 합지되며, 상기 흡입 배관(169)에 연결된다.
한편, 상기 제 2 과냉각기(170)를 통과한 제 1 냉매는 액관(197)을 통하여 실내기로 유입될 수 있다. 상기 액관(197)에는, 상기 액관(197)을 유동하는 냉매의 온도를 감지하는 액관온도 센서(197a)가 설치될 수 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여 과냉각기의 구성에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과냉각기의 외관 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 과냉각기의 내부 구성을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 내부튜브와 배플의 구성을 보여주는 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 과냉각기에서의 냉매 유동모습을 보여주는 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 과냉각기(200)는 도 1에서 설명한 제 1 과냉각기(150) 또는 제 2 과냉각기(170)를 포함한다.
상세히, 상기 과냉각기(200)에는, 외부 튜브로서의 과냉각 본체(210) 및 상기 과냉각 본체(210)의 일측에 구비되어 제 1 냉매가 유입되는 제 1 유입부(211)가 포함된다.
상기 과냉각 본체(210)는 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 상세히, 상기 과냉각 본체(210)에는, 양측 단부가 개구된 본체부(210a) 및 상기 본체부(210a)의 양측을 차폐하는 캡(210b)이 포함될 수 있다. 그리고, 상기 과냉각 본체(210)의 내부에는, 상기에서 설명한 제 1 냉매 및 제 2 냉매가 유동하는 유동공간이 형성된다.
상기 과냉각기(200)에는, 상기 제 1 냉매 중 분지된 제 2 냉매가 유동하는 과냉각 유로(220) 및 상기 과냉각 유로(220)에 설치되어 상기 제 2 냉매를 감압하는 과냉각 팽창장치(221)가 포함된다. 상기 과냉각 유로(220)에는, 도 1에서 설명한 제 1 과냉각 유로(151) 또는 제 2 과냉각 유로(171)가 포함되며, 상기 과냉각 팽창장치(221)에는, 상기 제 1 과냉각 팽창장치(153) 또는 제 2 과냉각 팽창장치(173)가 포함된다.
상기 과냉각 유로(220)에는 상기 제 2 냉매가 상기 과냉각 본체(210)의 내부로 유입되도록 하는 제 2 유입부(223)가 포함된다. 상기 제 2 냉매는 상기 과냉각 팽창장치(221)에서 감압된 후, 상기 제 2 유입부(223)를 통하여 상기 과냉각 본체(210)로 유입된다.
상기 제 1 유입부(211)를 통하여 유입된 제 1 냉매는 다수의 내부 튜브(240) 내에서 유동하며, 상기 제 2 유입부(223)를 통하여 유입된 제 2 냉매는 상기 다수의 내부 튜브(240)의 외측 공간을 유동한다. 이 과정에서, 상기 제 1 냉매와 제 2 냉매간에 열교환이 이루어질 수 있다.
상기 과냉각기(200)에는, 상기 제 1 냉매가 배출되는 제 1 유출부(215)가 포함된다. 상기 제 1 유출부(215)는 상기 캡(210b)에 결합될 수 있다. 상기 제 1 유입부(211)는 상기 과냉각 본체(210)의 일측부에 구비되며, 상기 제 1 유출부(215)는 상기 과냉각 본체(210)의 타측부에 구비된다. 상기 타측부는 상기 일측부의 반대측 부분으로서 이해된다. 상기 제 1 유출부(215)를 통하여 배출되는 제 1 냉매는 상기 제 2 냉매와 열교환 하여 과냉각 된 상태로 배출될 수 있다.
상기 과냉각기(200)에는, 상기 제 2 냉매가 배출되는 제 2 유출부(225)가 포함된다. 상기 제 2 유출부(225)를 통하여 배출되는 제 2 냉매는 상기 제 1 냉매와 열교환 되는 과정에서 가열된 상태로 배출될 수 있다.
상기 과냉각기(200)에는, 상기 과냉각 본체(210)의 내부에 구비되어 제 1 냉매의 유동을 가이드 하는 다수의 내부튜브(240) 및 상기 다수의 내부튜브(240)의 양측을 지지하는 다수의 지지부재(231,235)가 포함된다.
상기 다수의 내부튜브(240)는 서로 이격되어, 상기 제 1 유입부(211)의 내측으로부터 상기 제 1 유출부(215)를 향하는 방향으로 연장될 수 있다.
상기 다수의 지지부재(231,235)에는, 상기 다수의 내부튜브(240)의 일측에 결합되는 제 1 지지부재(231) 및 상기 다수의 내부튜브(240)의 타측에 결합되는 제 2 지지부재(235)가 포함된다.
상기 제 1 지지부재(231)에는, 원판 형상을 가지는 제 1 지지본체(232) 및 상기 제 1 지지본체(232)에 형성되며 상기 다수의 내부튜브(240)의 일측부가 삽입되는 다수의 제 1 결합공(233)이 포함된다. 그리고, 상기 제 2 지지부재(235)에는, 원판 형상을 가지는 제 2 지지본체(236) 및 상기 제 2 지지본체(236)에 형성되며 상기 다수의 내부튜브(240)의 타측부가 삽입되는 다수의 제 2 결합공(237)이 포함된다.
상기 제 1 유입부(211)를 통하여 상기 과냉각 본체(210)로 유입된 제 1 냉매는 상기 다수의 내부튜브(240)의 내부로 분지하여 유입될 수 있다. 상세히, 상기 제 1 냉매는 상기 캡(215)과 상기 제 1 지지부재(231) 사이의 공간으로 유입되어 상기 다수의 내부튜브(240)로 분지될 수 있다.
상기 다수의 내부튜브(240) 내의 제 1 냉매는 상기 제 1 유출부(215)를 향하는 방향으로 유동하며, 상기 제 2 지지부재(235)와 상기 캡(210b) 사이의 공간에서 합지될 수 있다. 그리고, 상기 합지된 제 1 냉매는 상기 제 1 유출부(215)를 통하여 상기 과냉각기(200)로부터 배출될 수 있다.
상기 과냉각 본체(210)의 내부에는, 배플(250)이 구비될 수 있다. 상기 배플(250)은 상기 다수의 내부튜브(240)를 지지하여 내부튜브(240)의 흔들림을 방지하는 구성으로서 이해될 수 있다.
상기 배플(250)은 다수 개가 구비될 수 있다. 상세히, 상기 다수의 배플(250)에는, 상기 다수의 내부튜브(240)의 길이방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 내부튜브(240)의 "길이방향"이라 함은, 상기 내부튜브(240)가 연장되는 방향으로서, 상기 제 1 냉매가 유동하는 방향, 즉 상기 제 1 유입부(211)로부터 제 1 유출부(215)를 향하는 방향으로서 이해될 수 있다.
상기 다수의 배플(250)에는, 일례로, 상기 제 1 유입부(211)측으로부터 상기 제 1 유출부(215)를 향하여, 차례대로 배치되는 제 1 배플(250a), 제 2 배플(250b), 제 3 배플(250c) 및 제 4 배플(250d)이 포함된다. 다만, 상기 배플(250)의 수는 이에 한정되지 않는다.
상기 다수의 배플(250a,250b,250c,250d)은, 상기 과냉각 본체(210)의 내부에서 교번된 위치에 배치될 수 있다. 상세히, 도 5를 참조하면, 상기 제 1 유입부(211)측으로부터 상기 제 1 유출부(215)를 향하는 제 1 냉매의 유동을 기준으로 일부의 배플, 일례로 제 1,3 배플(250a,250c)은 상기 과냉각 본체(210)의 내측 상부에 위치되고, 제 2,4 배플(250b,250d)은 상기 과냉각 본체(210)의 내측 하부에 위치될 수 있다. 즉, 상기 제 1,3 배플(250a,250c)은 상기 다수의 내부튜브(240)의 상부를 지지하며, 상기 제 2,4 배플(250b,250d)은 상기 다수의 내부튜브(240)의 하부를 지지할 수 있다.
이와 같은 다수의 배플(250a,250b,250c,250d)의 배치에 의하여, 제 2 냉매는 상기 과냉각 본체(210)의 내측 하부 및 상부로 교번하여 유동될 수 있다.
상세히, 상기 제 2 유입부(223)를 통하여 상기 과냉각 본체(210)의 내부로 유입된 제 2 냉매는 상기 제 1,2 지지부재(231,235) 사이의 공간을 유동한다. 그리고, 상기 다수의 배플(250a,250b,250c,250d)은 상기 제 2 냉매의 유동을 제한하는 차단부로서 기능을 하므로, 상기 제 2 냉매는 상기 다수의 배플(250a,250b,250c,250d)을 회피하여 그 유동방향을 변화시키게 된다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 냉매는 상기 제 2 유입부(223)로부터 상기 제 2 유출부(225)를 향하여 유동하는 과정에서, 상방 및 하방으로 교번하여 유동하는 패턴을 가지게 된다. 이 과정에서, 상기 제 2 냉매는 상기 다수의 내부튜브(240)의 제 1 냉매와 열교환 될 수 있으며, 상하방으로 교번 유동하는 과정에서, 다수의 냉매튜브(240)와 골고루 열교환 될 수 있게 된다.
그리고, 상기 제 2 냉매는 상기 과냉각 팽창장치(221)에서 감압되어 2상 상태를 가지게 되는데, 상기 교번 유동함에 따라 액상 및 기상의 냉매가 적절히 혼합되어 제 1 냉매와의 열교환 효율이 개선될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배플의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배플의 구성을 보여주는 정면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 과냉각기 내부의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배플(250)은 대략 반원 형상을 가지게 된다. 상세히, 상기 배플(250)에는, 원호 형상의 외주면(252)을 가지는 배플 본체(251)가 포함된다. 상기 외주면(252)은 상기 과냉각 본체(210)의 내주면에 결합될 수 있다. 그리고, 상기 배플 본체(251)는 상기 제 2 냉매가 유동을 제한하는 차단부로서 작용할 수 있다.
상기 배플(250)에는, 상기 다수의 내부튜브(240) 중 일부의 내부튜브(240)가 관통하는 관통공(255)이 형성된다. 상기 관통공(255)은 상기 내부튜브(240)의 외주면에 대응하여 원형의 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 관통공(255)은 다수 개가 구비될 수 있다.
상기 배플(250)에는, 상기 다수의 내부튜브(240) 중 또 다른 일부의 내부튜브(240)를 지지하는 지지홈(253)이 포함된다. 상기 지지홈(253)은 상기 배플 본체(251)의 적어도 일부분이 함몰되어 형성되며, 일례로 상기 지지홈(253)은 원호의 형상을 가질 수 있다.
상기 지지홈(253)의 중심(C)으로부터 지지홈(253)의 양 단부를 연결하는 가상의 반경방향의 선을 정의할 때, 상기 양단의 반경방향의 선이 이루는 각도, 즉 상기 원호의 중심각(θ)은 180도 이상으로 형성으로 형성될 수 있다.
상기 지지홈(253)은 다수 개가 구비될 수 있다. 상기 배플(250)에는, 상기 다수의 지지홈(253) 중 일 지지홈(253)과 타 지지홈(253)을 연결하는 홈 연결부(254)가 포함된다. 상기 홈 연결부(254)는 상기 배플 본체(251)의 일부분을 구성할 수 있다.
상기 배플(250)을 이분하는 기준선(A1)을 정의한다. 상기 기준선(A)을 중심으로, 상기 배플(250)이 대칭되는 현상을 가질 수 있다. 상기 배플(250)에는, 상기 기준선(A)과 상기 외주면(252)이 만나는 지점으로서 정의되는 기준점(256)이 포함된다.
상기 다수의 내부튜브(240)는 상기 과냉각 본체(210)의 내부에서 다단으로 배열될 수 있다. 일례로, 상기 다수의 내부튜브(240)에는, 상기 제 1 냉매의 유동방향으로 기준으로, 상기 과냉각 본체(210)의 내측 하부에 배열되는 제 1 열배관부(241)와, 상기 제 1 열배관부(241)의 상측으로 이격되어 배열되는 제 2 열배관부(243) 및 상기 제 2 열배관부(243)의 상측으로 이격되어 배열되는 제 3 열배관부(245)가 포함된다.
일례로, 도 7에 도시되는 바와 같이, 상기 제 1 열배관부(241)를 구성하는 배관들, 제 2 열배관부(243)를 구성하는 배관들 및 상기 제 3 열배관부(245)를 구성하는 배관들은 각각 동일한 높이에 배열된다. 여기서, 높이라 함은, 상기 기준점(256)을 원점으로 볼 때, 상기 기준점(256)에 접하는 제 1 기준선(ℓ1)으로부터 상기 기준선(A1) 방향으로의 거리로서 이해될 수 있다.
즉, 상기 제 1 열배관부(241)를 구성하는 배관들의 중심을 지나는 제 2 기준선(ℓ2), 상기 제 2 열배관부(243)를 구성하는 배관들의 중심을 지나는 제 3 기준선(ℓ3) 및 상기 제 3 열배관부(245)를 구성하는 배관들의 중심을 지나는 제 4 기준선(ℓ4)이 정의될 수 있다.
상기 제 1 열배관부(241)와 제 2 열배관부(243)간의 이격된 거리, 상기 제 2 열배관부(243)와 제 3 열배관부(245)간의 이격된 거리는 대략 동일하게 형성될 수 있다. 그리고, 각 열배관부(241,243,245)를 구성하는 배관들 사이의 거리는 대략 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 다수의 내부튜브(240)는 상기 과냉각 본체(210)의 내부에 고르게 배치될 수 있다.
상기 배플(250)의 높이, 즉 상기 홈 연결부(254)의 높이는 상기 과냉각 본체(210)의 지름의 1/2 이상이 되도록 형성될 수 있다. 만약, 상기 배플(250)의 높이가 상기 과냉각 본체(210)의 지름의 1/2 이하가 되는 경우, 상기 다수의 내부튜브(240)의 지지력, 특히 제 2 열배관부(243)의 지지력이 약화되므로, 상기 내부튜브(240)의 진동을 방지하는 데 제한적이게 된다.
따라서, 이를 방지하기 위하여, 본 실시예에 따른 배플(250)의 높이, 즉 홈 연결부(254)의 높이(H)는, 상기 과냉각 본체(210)의 지름의 1/2에 해당하는 높이(H1)보다 크게 형성될 수 있다.
한편, 상기 배플(250)은 상기 제 1,2열 배관부(241,243)를 지지하고 상기 제 3 열배관부(245)로부터 이격되도록 구성된다. 즉, 한편, 상기 배플(250)의 높이는, 가장 높은 위치에 배열된 내부튜브(240), 즉 제 3 열배관부(245)의 배관들을 지지하지 않는 높이에서 형성된다.
상기한 바와 같이, 상기 배플(250)은 상기 제 2 냉매의 유동을 제한하는 차단부로서 작용하므로, 상기 과냉각 본체(210)의 내부 공간을 구획하도록 배치되는 경우는 물론, 그 단면적이 너무 큰 경우 제 2 냉매의 유동성능이 저하될 수 있다.
일례로, 상기 제 3 열배관부(245)의 배관들을 지지하는 높이로 배플(250)이 형성되는 경우, 유동공간부(218)가 너무 작게 형성되는 문제점이 나타날 수 있다. 상기 유동공간부(218)는 상기 내부튜브(240)의 외측공간으로서 상기 제 2 냉매가 유동하는 공간부로서 이해될 수 있다.
특히, 상기 제 3열배관부(245)를 효과적으로 지지하기 위하여는, 상기 제 3열배관부(245)의 중심부 높이 이상으로 배플(250)이 위치하여야 하는데, 이 경우 상기 유동공간부(218)가 너무 작게 형성되어, 제 2 냉매의 유동성능이 저하될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 상기 배플(250)의 높이(H)가 상기 제 3 열배관부(245)의 하단부에 해당하는 높이(H3) 이하로 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 배플(250)의 높이(H)는, 상기 제 2열배관부(243)의 상단부에 해당하는 높이(H2) 이하로 형성될 수 있다. 만약, 상기 배플(250)의 높이(H)가 상기 높이(H2) 이상으로 형성되는 경우, 상기 배플(250)의 상단부가 상기 제 3열 배관부(245)에 너무 근접하여 위치되므로, 제 2 냉매가 유동하는 과정에서 제 3 열배관부(245)의 흔들림이 발생하여 상기 제 3 열배관부(245)와 상기 배플(250)간에 접촉에 따른 소음이 발생되는 문제점이 발생될 수 있다.
그리고, 상기 배플(250)의 높이(H)가 상기 높이(H2)에 동일한 경우는, 상기 배플(250)의 상단부가 상기 제 2 열배관부(243)에 접하는 위치에 형성되는 경우이다. 이 때는, 상기 배플(250) 또는 지지홈(253)을 가공하는 것이 어려운 문제점이 발생한다.
따라서, 본 실시예에 따른 배플(250)의 높이(H)는 상기 높이(H2)보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다. 정리하면, 상기 배플(250)의 높이(H)는 상기 높이(H1)보다는 크고 상기 높이(H2)보다는 작게 형성될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 상기 높이(H1)를 "제 1 높이"라 하고, 상기 높이(H2)를 "제 2 높이"라 이름한다.
한편, 상기 홈 연결부(254)는, 인접하는 내부튜브(240)간의 이격된 거리(d1)에 대응하는 값만큼, 상기 제 3 열배관부(245)로부터 이격될 수 있도록 배치될 수 있다. 상세히, 상기 제 3열배관부(245)의 배관의 중심으로부터 설정된 반경(r)으로 상기 제 2 열배관부(243)의 배관에 접하는 가상의 동심원(P1)을 정의할 때, 상기 홈 연결부(254)는 상기 가상의 동심원(P1)과 접하는 위치에 배치될 수 있다.
물론, 이 때의 상기 배플(250) 또는 홈 연결부(254)의 높이(H)는, 상기 제 1 높이(H1)보다는 크고 상기 제 2 높이(H2)보다는 작게 형성될 수 있다.
달리 말하면, 상기 배플(250) 또는 홈 연결부(254)의 높이(H)는 상기 과냉각 본체(210)의 지름의 1/2 이상 높이(H1) 이상으로 형성되면서, 상기 지지홈(253)에 지지되는 내부튜브(240), 즉 제 2열배관부(243)의 상단부 높이(H2)보다는 작게 형성되는 것으로 이해될 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 상기 배플(250)이 다수의 내부튜브(240)를 효과적으로 지지하여 내부튜브(240)의 진동발생 및 상기 진동에 따른 소음 발생을 방지할 수 있으며, 제 2 냉매의 유동성능 및 열교환 효율을 개선할 수 있다는 장점이 있다.
10 : 실외기 110,112 : 압축기
125 : 고압센서 130,135 : 제 1,2 유동 전환부
140 : 실외 열교환장치 150 : 제 1 과냉각기
151 : 제 1 인젝션 유로 153 : 제 1 인젝션 팽창장치
160 : 기액 분리기 162 : 리시버
169 : 흡입유로 170 : 제 2 과냉각기
171 : 과냉각 유로 173 : 과냉각 팽창장치
200 : 과냉각기 210 : 과냉각 본체
211 : 제 1 유입부 215 : 제 1 유출부
223 : 제 2 유입부 225 : 제 2 유출부
231,235 : 제 1,2 지지부재 240 : 내부튜브
250 : 배플 251 : 배플 본체
252 : 외주면 253 : 지지홈
254 : 홈 연결부 255 : 관통공

Claims (15)

  1. 공기 조화기의 응축기와 증발기 사이에 배치되어, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 과냉각하여 상기 증발기로 유동시키는 과냉각기에 있어서,
    상기 응축기를 통과한 제 1 냉매와, 상기 제 1 냉매로부터 분지되는 제 2 냉매가 유입하는 과냉각 본체;
    상기 과냉각 본체의 내부에 구비되며, 상기 제 1 냉매가 유동하는 다수의 내부 튜브;
    상기 과냉각 본체의 내부에서 상기 다수의 내부 튜브의 외측공간을 형성하며, 상기 제 2 냉매가 유동하는 유동공간부; 및
    상기 다수의 내부튜브의 적어도 일부분을 지지하는 배플이 포함되며,
    상기 배플에는,
    상기 과냉각 본체의 내주면에 결합되는 외주면을 가지는 배플 본체;
    상기 배플 본체에 형성되며, 상기 다수의 내부튜브 중 일 내부튜브가 관통하는 관통공;
    상기 다수의 내부튜브 중 타 내부튜브가 지지되는 다수의 지지홈; 및
    상기 다수의 지지홈 중 일 지지홈과 타 지지홈을 연결하는 홈 연결부가 포함되고,
    상기 배플 본체의 하단부와 상기 과냉각 본체의 내주면이 접하는 기준점를 기준으로, 상기 홈 연결부의 높이(H)는, 상기 과냉각 본체의 중심부가 위치하는 높이(H1)보다 크고, 상기 배플 본체의 중심부에 위치하는 상기 내부 튜브의 상단부가 위치하는 높이(H2)보다 작도록 형성되는 것을 특징으로 하는 과냉각기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 지지홈은,
    상기 배플 본체의 적어도 일부분이 함몰되어 형성되는 것을 특징으로 하는 과냉각기.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 지지홈 각각은 원호의 형상을 가지며, 상기 원호의 중심각(θ)은 180도 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 과냉각기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 과냉각 본체는 원통 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 과냉각기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 배플은, 기준선(A1)을 중심으로 대칭되는 형상을 가지며,
    상기 기준점은, 상기 배플 본체의 외주면과 상기 기준선(A1)과 만나는 교차점에 배치되는 것을 특징으로 하는 과냉각기.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 내부 튜브에는,
    다수의 배관이 정렬된 제 1 열배관부;
    상기 제 1 열배관부로부터 이격되어, 다른 다수의 배관이 정렬된 제 2열배관부; 및
    상기 제 2 열배관부로부터 이격되어, 또 다른 다수의 배관이 정렬된 제 3열배관부가 포함되는 과냉각기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1열배관부는 상기 배플의 관통공에 결합되며,
    상기 제 2열배관부는 상기 배플의 지지홈에 지지되고,
    상기 제 3열배관부는 상기 배플로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 과냉각기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 3열배관부를 구성하는 배관의 중심으로부터 설정된 반경(r)으로 상기 제 2 열배관부의 배관에 접하는 가상의 동심원(P1)을 정의할 때,
    상기 홈 연결부는 상기 가상의 동심원(P1)과 접하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 과냉각기.
  11. 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기를 통과한 냉매를 응축하는 응축기; 및
    상기 응축기에서 응축된 냉매를 과냉각시키는 과냉각기를 포함하고,
    상기 과냉각기에는,
    외부 튜브;
    상기 외부 튜브의 내부에 배치되는 다수의 내부튜브; 및
    상기 다수의 내부튜브를 지지하며, 상기 외부 튜브의 길이방향으로 교번된 위치에 이격되어 배치되는 다수의 배플을 포함하고,
    상기 다수의 배플에는,
    상기 외부 튜브의 내주면에 지지되는 외주면을 가지는 배플 본체;
    상기 배플 본체에 형성되며, 상기 다수의 내부튜브 중 일 내부튜브가 결합되는 관통공;
    상기 다수의 내부튜브 중 타 내부튜브를 지지하고, 원호 형상을 가지는 다수의 지지홈; 및
    상기 다수의 지지홈 중 일 지지홈과 타 지지홈을 연결하는 홈 연결부가 포함되고,
    상기 배플 본체의 하단부와 상기 외부 튜브의 내주면이 접하는 기준점을 기준으로, 상기 홈 연결부의 높이(H)는, 상기 외부 튜브의 중심부가 위치하는 높이(H1)보다 크고, 상기 배플 본체의 중심부에 위치하는 상기 내부 튜브의 상단부가 위치하는 높이(H2)보다 작도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 배플은, 냉매가 유동하는 방향을 기준으로, 상기 외부튜브의 내측 상부 및 내측 하부에 제공되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  13. 삭제
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준점은, 상기 외주면 상의 일 지점으로서, 상기 배플을 대칭으로 이분하는 기준선(A1)이 만나는 교차점에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 과냉각기는 다수가 구비되며, 상기 다수의 과냉각기에는, 직렬연결되는 제 1 과냉각기 및 제 2 과냉각기가 포함되는 공기 조화기.
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