KR101797500B1

KR101797500B1 - 공기조화기

Info

Publication number: KR101797500B1
Application number: KR1020160075346A
Authority: KR
Inventors: 장지원; 하종철; 권혁주; 오우상
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2016-06-16
Publication date: 2017-12-12

Abstract

본 발명은 냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 응축시키는 응축기, 상기 응축기를 통과한 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 상기 팽창밸브로부터 토출된 냉매를 증발시키는 증발기, 상기 증발기 및 상기 응축기가 내부에 구비되고 공기유입구와 공기토출구를 포함하는 공기유로, 상기 공기유로 내의 공기의 유동을 발생시키는 팬, 공기조화기의 작동 모드에 따라 상기 공기유로를 복수개로 나누는 유로분리부를 포함하고, 상기 공기토출구는 복수개로 이루어지고 상기 유로분리부는 상기 공기유입구로 유입된 공기가 상기 복수개의 공기토출구로 각각 나뉘어 토출될 수 있도록 유로를 형성할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.

Description

공기조화기{Air Conditioner}

본 발명은 제습기능과 냉방기능을 모두 갖춘 공기조화기에 관한 것이다.

공기조화기는 실내의 온도, 습도, 세균, 냄새, 기류 등의 조건을 그 장소의 사용 목적에 적합한 상태로 유지하는 장치로서, 대표적으로 실내의 온도를 냉각시키는 냉방용 에어컨과 실내의 온도를 가열시킬 수 있는 난방용 장치가 있다.

일반적으로, 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기, 실내공기와 열교환하는 실내열교환기, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 실외공기와 열교환하는 실외열교환기를 포함한다.

이때, 상기 압축기와 실외열교환기를 포함하는 실외기와 상기 팽창밸브와 실내열교환기를 포함하는 실내기로 구분될 수 있으나, 팽창밸브가 실외기 내부에 구비되어도 무방하다.

또한 상기 실내열교환기의 일측에는 실내팬이 구비되고, 상기 실외열교환기의 일측에는 실외팬이 구비될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 일반적인 구성을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 1은 본 발명에 따른 공기조화장치의 냉매 순환 구조를 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화기(10)는 압축기(11), 실내열교환기(12), 팽창밸브(13), 실외열교환기(14)를 포함한다. 도시된 실시예에서, "I"는 실내기를 나타내고 "O"는 실외기로 정의될 수 있다.

압축기(11)는 냉매를 압축하도록 형성된다. 즉, 상기 압축기(11)는 저온 저압의 냉매를 가압하여 고온 고압의 냉매로 만들도록 형성될 수 있다. 상기 압축기(11)는 공기조화장치(10) 내에 하나 이상이 구비될 수 있다.

상기 압축기(11)가 공기조화기(10) 내에 복수 개 구비되는 경우, 복수 개의 압축기는 냉매의 유동방향을 따라서 직렬 및/또는 병렬로 마련될 수 있다.

상기 실내열교환기(12)는 실내 공기와 열교환하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 실내열교환기(12)는 실내 공기와 상기 실내열교환기(12) 내로 유동하는 냉매가 열교환하도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 실내열교환기(12)는 공기조화장치(10)의 냉방 모드에서 증발기의 기능을 수행하고, 난방 모드에서 응축기의 기능을 수행할 수 있다.

상기 실외열교환기(14)는 실외 공기와 열교환하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 실외열교환기(14)는 실외 공기와 상기 실외열교환기(14) 내로 유동하는 냉매가 열교환하도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 실외열교환기(14)는 공기조화장치(100)의 냉방 모드에서 응축기의 기능을 수행하고, 난방 모드에서 증발기의 기능을 수행할 수 있다.

상기 실내열교환기(12) 및 실외열교환기(14)는 핀-튜브 방식의 열교환기가 될 수 있다. 또한, 상기 실내열교환기(12) 측에는 실내 팬(121)이 마련될 수 있고, 상기 실외 열교환기(14) 측에는 실외 팬(141)이 마련될 수 있다.

상기 공기조화장치(10)는 냉방 모드와 난방 모드가 전환될 때, 냉매의 순환방향을 전환시키기 위한 유로전환밸브(16)를 포함할 수 있다. 상기 유로전환밸브(16)는 4방 밸브(four-way valve)로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 유로전환밸브(16)는 냉방모드에서 압축기(100)로부터 토출된 냉매를 실외기로 안내하고, 난방모드에서 압축기(100)로부터 토출된 냉매를 실내기로 안내하도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 압축기(11) 내에는 상기 압축기(11)의 원활한 구동을 위하여 오일이 수용될 수 있다.

이때, 상기 압축기(11) 내의 오일은 상기 압축기(11)의 구동에 따라서 냉매와 혼합되어 상기 압축기(11)로부터 냉매와 함께 토출될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여, 냉매와 오일이 혼합된 상태의 유체를 "혼합기"로 정의한다.

이러한 혼합기가 공기조화기(10)의 냉매 사이클을 순환하게 되면, 실내열교환기(12) 및 실외열교환기(14)의 열교환 효율이 저하될 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화장치(10)는 압축기(11)로부터 토출된 냉매와 오일의 혼합기로부터 오일을 분리하기 위한 오일분리기(15)를 포함할 수 있다.

상기 오일분리기(15)는 압축기(11)로부터 토출된 냉매와 오일의 혼합기로부터 오일을 분리하여 다시 압축기(11)로 공급하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 오일분리기(15)로 유입된 혼합기에서 분리된 냉매는 실내열교환기(12)와 실외열교환기(14)를 포함하는 냉매 사이클을 순환할 수 있다.

예를 들어, 압축기(11)로부터 토출된 혼합기는 공급유로(151)를 통해 오일분리기(15)로 공급될 수 있다. 그리고, 오일분리기(15)에서 분리된 액상 오일은 회수유로(152)를 통해 다시 압축기(11)로 공급되고, 상기 오일분리기(15)에서 분리된 기상 냉매는 냉매 사이클을 순환할 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 제습모드와 냉방모드를 각각 구동할 수 있는 종래의 공기조화기의 경우, 냉매를 압축하는 압축기(21), 압축기(21)로부터 토출된 냉매가 공기와 열교환하는 장소를 제공하는 응축기(24), 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(23), 팽창된 냉매가 공기와 열교환하는 장소를 제공하는 증발기(22), 운전모드에 따라 제습모드일 때는 응축기로 작동하고 냉방모드일 때는 증발기로 작동하는 중간열교환기(25), 운전모드에 따라 냉매가 흐르는 방향을 바꿀 수 있는 사방밸브(26)로 구성된다.

공기조화기의 작동모드가 제습모드일 때, 중간열교환기(25)는 응축기로 작용한다. 즉, 사방밸브(26)에 의해 응축기(24)와 직렬로 연결된다. 냉매의 흐름을 살펴보면, 압축기에서 압축된 고압의 냉매는 응축기(24) 및 중간열교환기(25)를 거치면서 공기와 열교환을 한다. 그 후 냉매는 팽창밸브(23)을 거친 후 증발기(22)에서 공기와 열교환을 한다.

이 때 제1팬(27)에 의해 공기조화기 내로 흡입된 공기는 중간열교환기(25)를 거치면서 가열되어 토출된다. 한편 제2팬(28)에 의해 흡입된 공기는 증발기(22) 및 응축기(24)를 거치면서 습기가 제거된 상태로 토출된다.

공기조화기의 작동모드가 냉방모드일 때는, 중간열교환기(25)는 증발기로 작용한다. 즉, 사방밸브(26)에 의해 증발기(22)와 직렬로 연결된다. 냉매의 흐름을 살펴보면, 압축기에서 압축된 고압의 냉매는 응축기(24)를 거치면서 공기와 열교환을 한다. 그 후 냉매는 팽창밸브(23)을 거친 후, 중간열교환기(25) 및 증발기(22)에서 공기와 열교환을 한다.

이 때 제1팬(27)에 의해 공기조화기 내로 흡입된 공기는 중간열교환기(25)를 거치면서 냉각되어 토출된다. 한편 제2팬(28)에서 흡입된 공기는 증발기(22) 및 응축기(24)를 거치면서 습기가 제거된 상태로 토출된다.

도 2에 따른 공기조화기의 경우, 제습모드와 냉방모드 모두 작동이 가능하지만 제습모드에서는 증발기 대비 응축기 크기가 크고, 냉방모드에서는 응축기 대비 증발기 크기가 커서 열교환기의 밸런스 문제가 발생한다. 즉, 증발기 또는 응축기의 크기가 커지게 되면 유로가 길어져서 압력 강하가 발생하므로 전체 시스템의 효율이 떨어진다. 다시말해, 증발기 또는 응축기의 크기가 모드에 따라서 달라지게 되므로 냉매량의 조절이 힘든 단점이 있다.

또한 중간열교환기가 추가로 구비됨으로 인해 제품의 전체 크기가 커지게 되는 단점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2016-0044885호에 중간열교환기가 구비된 제습기가 모두 개시되고 있다.

본 발명은 추가 열교환기 없이도 제습 및 냉방모드를 모두 운전할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한 본 발명은 공기의 유로를 조절하여 제습 및 냉방모드를 모두 운전할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 과제로 한다.

또한 본 발명은 제품의 크기를 컴팩트하게 유지함과 동시에 제습 및 냉방모드를 모두 운전할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 응축시키고 제1응축기와 제2응축기로 구성되는 응축기, 상기 응축기를 통과한 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 상기 팽창밸브로부터 토출된 냉매를 증발시키는 증발기, 상기 증발기 및 상기 응축기가 내부에 구비되고 공기유입구와 공기토출구를 포함하는 공기유로, 상기 공기유로 내의 공기의 유동을 발생시키는 팬, 공기조화기의 작동 모드에 따라 상기 공기유로를 복수개로 나누는 유로분리부를 포함하고, 상기 공기토출구는 복수개로 이루어지고 상기 유로분리부는 상기 공기유입구로 유입된 공기가 상기 복수개의 공기토출구로 각각 나뉘어 토출될 수 있도록 복수개의 유로를 형성하는 공기조화기를 제공한다.

또한, 상기 유로분리부는, 상기 응축기와 상기 공기토출구 사이에 구비되는 제1유로분리부 및 상기 증발기와 상기 응축기 사이에 구비되는 제2유로분리부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 공기토출구는 제1공기토출구 및 제2공기토출구를 포함하며, 상기 제1유로분리부 및 제2유로분리부가 모두 폐쇄되는 경우, 상기 공기유로는 상기 제1공기토출구를 포함하는 제1유로와 상기 제2공기토출구를 포함하는 제2유로로 나뉠 수 있다.

또한, 상기 팬은 상기 제1공기토출구에 구비된 제1팬 및 상기 제2공기토출구에 구비된 제2팬을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1유로분리부는, 상기 제1응축기 및 상기 제2응축기 사이의 경계부와 상기 제1공기토출구 및 상기 제2공기토출구 사이의 경계부를 잇는 선 상에 구비되고, 상기 제2유로분리부는, 상기 제1응축기 및 상기 제2응축기 사이의 경계부와 상기 증발기의 기 설정된 지점을 잇는 선 상에 구비될 수 있다.

또한, 상기 제1응축기로 냉매를 선택적으로 공급하는 분지부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 분지부는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 분리되는 분지점, 상기 분지점과 상기 제1응축기를 연결하는 제1분지관, 상기 분지점과 상기 제2응축기를 연결하는 제2분지관 및 상기 제1분지관에 구비되고 냉매의 공급 및 차단을 조절할 수 있는 온오프밸브로 구성될 수 있다.

또한, 상기 공기조화기의 작동모드가 제습모드일 경우, 상기 제1유로분지부와 상기 제2유로분지부는 모두 개방되고, 상기 제1팬은 작동하지 않고 상기 제2팬만 작동할 수 있다. 이때, 상기 온오프밸브는 개방될 수 있다.

또한, 상기 공기조화기의 작동모드가 냉방모드일 경우, 상기 제1유로분리부와 상기 제2유로분리부는 모두 폐쇄되고, 상기 제1팬과 상기 제2팬이 모두 작동할 수 있다. 이때, 상기 온오프밸브는 폐쇄될 수 있다.

또한, 상기 제1유로분리부 및 상기 제2유로분리부는 각각 다수개의 베인들로 구성될 수 있다.

또한, 상기 증발기는 상기 공기유입구와 상기 응축기 사이에 구비되고, 상기 응축기는 상기 증발기와 상기 공기토출구 사이에 구비될 수 있다.

또한, 상기 응축기는 공기유동방향으로 상기 증발기 이후에 배치될 수 있다.

본 발명은 추가 열교환기 없이도 제습 및 냉방모드를 모두 운전할 수 있는 공기조화기를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 공기의 유로를 조절하여 제습 및 냉방모드를 모두 운전할 수 있는 공기조화기를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 제품의 크기를 컴팩트하게 유지함과 동시에 제습 및 냉방모드를 모두 운전할 수 있는 공기조화기를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기 내부의 일반적인 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 제습모드와 냉방모드를 각각 가동할 수 있는 종래의 공기조화기의 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습모드를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉방모드를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제습모드일 때의 공기 흐름을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉방모드일 때의 공기 흐름을 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는 압축기(31), 증발기(32), 팽창밸브(33), 응축기(34), 유로분리부(35), 분지부(36), 상기 증발기(32)와 응축기(34)가 구비되고 공기가 흐르는 유로를 형성하는 공기유로(39), 제1팬(38) 및 제2팬(37)로 구성된다.

압축기(31)는 냉매를 고압으로 압축시키는 역할을 하며, 팽창밸브(33)는 냉매를 저압으로 팽창시키는 역할을 한다.

팽창밸브(33)로부터 토출된 냉매는 증발기(32)로 유입되며, 증발기(32)로 유입된 냉매는 공기와 열교환하게 된다. 증발기(32)는 냉매가 유입되는 제1증발기(321) 및 제1증발기(321)를 거친 냉매가 유입되는 제2증발기(322)로 나뉠 수 있다. 제1증발기(321)와 제2증발기(322)는 설명의 편의상 하나의 증발기(32)를 두 개의 파트로 나눈 것에 해당되지만, 필요에 따라 별도의 장소에 구비되도록 할 수도 있다.

제1증발기(321)와 제2증발기(322)는 직렬로 연결되어 있으며, 냉매는 제1증발기(321)를 먼저 지나친 후 제2증발기(322)로 유입된다. 한편, 제1증발기(321)를 거치면서 공기와 열교환을 마친 냉매는 제1증발기(321) 유입 전보다 액체 냉매의 비중이 더욱 줄어들게 되고 압력 강하가 발생하게 된다. 즉, 제2증발기(322)에서의 냉매와 공기와의 열교환 효율은 제1증발기(321)에서의 열교환 효율보다 떨어지게 된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제1증발기(321)와 제2증발기(322)는 공기유로(39)가 포함하는 공기유입구(393)로부터 유입되는 공기와의 접촉 면적이 가장 넓도록 배치된다. 즉, 제1증발기(321)와 제2증발기(322)는 한 선상에 배치될 수 있으며 각각 공기유입구(393)로부터 유입되는 공기와 직접적으로 접촉하게 된다. 공기유입구(393)의 위치 및 모양에 따라 제1증발기(321) 및 제2증발기(322)의 배치 및 모양이 결정될 수 있다.

상기 증발기(32)에서 공기와의 열교환을 마친 냉매는 압축기(31)로 유입되고 고압의 냉매로 변환된 후, 분지부(36)를 거쳐 응축기(34)로 유입된다.

응축기(34)는 압축기(31) 및 분지부(36)를 거친 냉매가 유입되며, 응축기(34)로 유입된 냉매는 공기와 열교환하게 된다. 응축기(34)는 제1응축기(341)와 제2응축기(342)로 구성되고 하나의 응축기(34)를 두 개의 파트로 나눈 것에 해당하며, 필요에 따라 별도의 장소에 구비되도록 할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 압축기(31)로부터 압축된 고압의 냉매는 분지부(36)가 포함하는 분지점(364)을 거쳐 제1분지관(361)과 제2분지관(362)로 나뉘어 흐른다.

제1분지관(361)은 제1응축기(341)를 지난 후 팽창밸브(33)와 연결되고, 제2분지관(362)은 제2응축기(342)를 지난 후 팽창밸브(33)와 연결된다. 즉, 냉매는 분지부(36)를 기점으로 두 갈래로 나뉘어 각각 제1응축기(341)와 제2응축기(342)로 유입되어 공기와 열교환을 한다.

제1분지관(361)은 온오프밸브(363)를 더 포함한다. 온오프밸브(363)는 분지점(364)에서 제1분지관(361)으로 갈라져 나온 냉매의 유입을 차단하거나 통과시키는 역할을 한다.

온오프밸브(363)는 제2분지관(362)에 구비되어 필요에 따라 제2응축기(342)로 향하는 냉매의 유입 및 차단을 제어할 수도 있다.

또한 온오프밸브(363)는 단순히 냉매의 유입 및 차단의 역할을 할 뿐만 아니라 냉매의 유입량을 조절할 수도 있으며, 응축기의 구동 효율을 조절하는 역할을 할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예의 경우, 온오프밸브(363)의 작동에 따라 제1응축기(341)로 냉매가 유입되거나 유입되지 않을 수 있다. 공기조화기가 제습모드일 경우에는 온오프밸브(363)는 개방되어 제1응축기(341)로 냉매가 유입되며, 냉방모드일 경우에는 온오프밸브(363)가 차단되어 제1응축기(341)로 유입되는 냉매가 차단된다. 공기조화기의 작동 모드에 관계없이 제2응축기(342)로는 냉매가 항상 유입된다.

상기 기술한 바와 같이, 제1응축기(341)와 제2응축기(342)로 유입된 냉매는 팽창밸브(33)로 토출된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 냉매 유입 기준으로 제1응축기(341)와 제2응축기(342)는 병렬로 배치되고 있으나 공기유로(39) 내부에서는 같은 직선상에 배치된다.

구체적으로, 제1응축기(341) 및 제2응축기(342)는 공기유로(39) 내부에서 상기 기술한 제1증발기(321) 및 제2증발기(322)의 배치 기준과 같게 배치된다. 즉, 공기 유입구(393)로부터 유입되는 공기와의 접촉 면적이 가장 넓도록 배치된다. 공기유입구(393)의 위치 및 모양에 따라 제1응축기(341) 및 제2응축기(342)의 배치 및 모양이 결정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 경우, 응축기(34)는 공기유동방향을 기준으로 증발기(32) 이후에 배치된다. 따라서 제1증발기(321) 및 제2증발기(322)로부터 열교환을 마친 공기와의 접촉면적을 최대한으로 넓힐 수 있는 위치에 제1응축기(341)와 제2응축기(342)가 배치된다.

바꿔 말해, 증발기(32)는 공기유입구(393)와 응축기(34) 사이에 구비되고, 응축기(34)는 증발기(32)와 공기유로(39)의 일부 구성인 공기토출구(391, 392) 사이에 구비된다. 즉, 공기유입구(393)로 유입된 공기는 증발기(32)와 응축기(34)를 차례로 거친 후 공기토출구(391, 392)로 토출된다.

구체적으로, 제1증발기(321) 및 제2증발기(322)가 한 직선상에 나란히 배치된 경우, 제1응축기(341)와 제2응축기(342) 또한 한 직선상에 나란히 배치된다. 제1증발기(321) 및 제2증발기(322)가 곡선 상에 배치되거나 분리되어 배치되는 경우, 제1응축기(341)와 제2응축기(342) 또한 곡선 상에 배치되거나 분리되어 배치될 수 있다. 이는 공기와의 접촉면적을 넓혀 열교환 효율을 높이기 위함이다.

한편, 제1응축기(341)와 제2응축기(342)는 냉매의 유입을 기준으로 직렬로 연결될 수도 있다. 즉, 냉매가 제1응축기(341) 및 제2응축기(342)를 차례로 거친 후 팽창밸브(33)로 향하도록 배치한 것에 해당한다. 이 때 제1응축기(341) 또는 제2응축기(342) 중 어느 한 곳에만 냉매를 공급하여야 할 경우, 제1응축기(341)와 제2응축기(342) 사이에 유로변경밸브(미도시)를 더 구비할 수 있다.

구체적으로, 압축기(31)를 통과한 냉매가 제1응축기(341) 및 제2응축기(342)를 차례로 통과한 후 팽창밸브(33)로 유입될 때, 제1응축기(341)와 제2응축기(342) 사이에 구비된 유로변경밸브(미도시)가 냉매 유로를 변경하여 제1응축기(341)를 지나 제2응축기(342)로 향하는 냉매를 바로 팽창밸브(33)로 유입되도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기유로(39)의 구성을 살펴보면, 공기가 유입되는 공기유입구(393), 공기가 흐르는 통로이자 증발기(32) 및 응축기(34)를 포함하는 공기유로바디, 증발기(32) 및 응축기(34)를 차례로 거친 후 토출되는 공기토출구(391, 392)가 있다.

공기토출구는 제1팬(38)이 구비된 제1공기토출구(391)와 제2팬(37)이 구비된 제2공기토출구(392)로 구성된다. 제습모드일 경우 제1팬(38)은 작동을 하지 않고 제2팬(37)만 작동을 하며, 냉방모드일 경우 제1팬(38)과 제2팬(37)은 모두 작동을 한다.

한편, 공기유로(39) 내부에는 공기조화기의 작동 모드에 따라 상기 공기유로(39)를 복수개로 나누는 유로분리부(35)를 더 포함한다.

상기 공기토출구(391, 392)는 복수개로 이루어질 수 있으며, 상기 유로분리부(35)는 공기유입구(393)로 유입된 공기가 상기 복수개의 공기토출구로 각각 나뉘어 토출될 수 있도록 복수개의 유로를 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 경우, 상기 공기토출구는 제1공기토출구(391)와 제2공기토출구(392)로 구비되며 상기 유로분리부(35)가 작동하는 경우 제1공기토출구(391)를 포함하는 제1유로와 제2공기토출구(392)를 포함하는 제2유로로 나뉠 수 있다.

상기 유로분리부(35)는 상기 응축기(34)와 상기 공기토출구(391, 392) 사이에 구비되는 제1유로분리부(351)와 상기 증발기(32)와 상기 응축기(34) 사이에 구비되는 제2유로분리부(352)로 구성된다. 즉, 증발기(32)를 통과한 공기는 제2유로분리부(352)에 의해 제1유로와 제2유로로 나뉘고, 각각의 유로에 포함된 공기는 응축기(34)를 통과한 뒤 제1유로분리부(351)에 의해 제1유로에 포함된 공기는 제1공기토출구(391)로 토출되며 제2유로에 포함된 공기는 제2공기토출구(392)로 토출된다.

구체적으로, 상기 제1유로분리부(351)는 제1응축기(341) 및 제2응축기(342) 사이의 경계부와 제1공기토출구(391) 및 제2공기토출구 사이의 경계부를 잇는 선 상에 구비된다. 제1유로분리부(351)가 폐쇄되면 응축기(34)로부터 토출된 공기는 상기 제1유로와 제2유로로 나뉘게 되며, 제1유로에 포함된 공기는 제1공기토출구(391)로 토출되고 제2유로에 포함된 공기는 제2공기토출구(392)로 토출된다.

상기 제2유로분리부(352)는 제1응축기(341) 및 제2응축기(342) 사이의 경계부와 증발기(32)의 기 설정된 지점을 잇는 선 상에 구비된다. 증발기(32)의 상기 기 설정된 지점은 제1증발기(321)와 제2증발기(322)를 사이의 경계부일 수 있다. 제1증발기(321)의 길이는 제2증발기(322)의 길이보다 길게 구비될 수 있으며 그 이유는 후술하도록 한다.

제2유로분리부(352)가 폐쇄되면 증발기(32)를 거쳐 토출된 공기가 상기 제1유로와 제2유로로 나뉘게 되며, 제1유로에 포함된 공기는 제1응축기(341)로 향하게 되고, 제2유로에 포함된 공기는 제2응축기(342)로 향하게 된다.

제1유로분리부(351)와 제2유로분리부(352)는 개별적으로 폐쇄되거나 개방될 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 경우, 제1유로분리부(351)와 제2유로분리부(352)는 동시에 개방되거나 동시에 폐쇄될 수 있다. 공기조화기가 제습모드인 경우, 제1유로분리부(351)와 제2유로분리부(352)는 동시에 개방된다. 이 때 공기유입구(393)로 유입된 공기는 제1증발기(321) 및 제2증발기(322)를 거친 후 제1응축기(341) 및 제2응축기(342)를 거쳐 제2공기토출구(392)로 토출된다. 공기조화기가 냉방모드인 경우, 제1유로분리부(351)와 제2유로분리부(352)는 동시에 폐쇄된다. 이 때 공기유입구(393)로 유입된 공기는 상기 제1유로분리부(351)와 제2유로분리부(352)에 의해 제1유로 및 제2유로로 나뉘게 된다.

공기조화기가 냉방모드일 때의 제1유로와 제2유로를 구체적으로 살펴보면, 제1유로에 포함된 공기는 제1팬(38)에 의해 제1증발기(321)와 제1응축기(341)를 거쳐 제1공기토출구(391)로 토출된다. 제2유로에 포함된 공기는 제2팬(37)에 의해 제2증발기(322)와 제2응축기(342)를 거쳐 제2공기토출구(392)로 토출된다.

제1 유로분리부(351)와 제2 유로분리부(352)는 동시에 폐쇄되면 하나의 긴 벽이 형성되는 것과 같다. 상기 제1공기토출구(391)와 제2공기토출구(392)가 형성하는 긴 벽으로 인해 증발기(32)와 공기토출구(391, 392) 사이에 2개의 유로가 형성된다.

한편, 제1유로분리부(351)와 제2유로분리부(352)는 각각 다수개의 베인으로 구성될 수 있다. 공기조화기가 제습모드일 때는 다수개의 베인이 공기의 유동방향과 평행하도록 구비되어 공기가 통과할 수 있다. 공기조화기가 냉방모드일 때는 다수개의 베인이 서로 이웃하여 일직선을 형성하여 공기가 통과할 수 없다.

도 5는 공기조화기가 제습모드일 때를 도시한 것이고, 도 6은 공기조화기가 냉방모드일 때를 도시한 것이다.

도 5를 살펴보면, 제1유로분리부(351)와 제2유로분리부(352)는 모두 개방되어 있다. 제1공기토출구(391)에 구비된 제1팬(38)은 작동하지 않으며, 제2공기토출구(392)에 구비된 제2팬(37)은 회전한다. 즉, 공기유입구(393)로 유입된 공기는 제1공기토출구(391)로만 토출되고 제2공기토출구(392)로는 토출되지 않거나 소량의 공기만 토출된다. 제2공기토출구(392)로 공기가 토출되지 않도록 제습모드일 때만 폐쇄되도록 유로차단부재(미도시)가 더 구비될 수도 있다. 또한 온오프밸브(363)는 개방되어 제1응축기(341)와 제2응축기(342) 모두에 냉매가 공급된다.

즉, 공기의 유로는 하나의 유로만 형성된다. 공기의 흐름을 살펴보면, 공기유입구(393)을 통과한 공기는 증발기(32)와 응축기(34)를 차례로 거치면서 열교환한 후, 제2공기토출구(392)를 통해 외부로 배출된다. 외부 공기는 증발기(32)를 거치면서 온도가 하강하고 공기가 머금고 있는 수분이 응축된다. 증발기(32)를 통과한 공기는 응축기(34)와 열교환하여 다시 온도가 상승하게 되고 최종적으로 고온 건조 공기가 제2토출구(392)를 통해 외부로 배출된다.

제습모드일 경우, 제1유로분리부(351)와 제2유로분리부(352)는 모두 개방되기 때문에 공기의 흐름을 방해하지 않는다. 상기 기술한 바와 같이 제1유로분리부(351)와 제2유로분리부(352)가 모두 베인으로 구비된 경우, 상기 베인은 공기의 흐름과 평행하도록 구비된다.

도 6(냉방모드)을 살펴보면, 제1유로분리부(351)와 제2유로분리부(352)는 모두 폐쇄되어 있다. 제1공기토출구(391)에 구비된 제1팬(38)과 제2공기토출구(392)에 구비된 제2팬(37)은 모두 회전한다. 즉, 제1공기토출구(391)와 제2공기토출구(392)로 모두 공기가 토출된다. 공기유입구(393)로 유입된 공기는 증발기(32)를 거쳐 제1유로분리부(351)와 제2유로분리부(352)에 의해 형성된 제1유로와 제2유로로 나뉜다. 제1유로에 포함된 공기는 제1증발기(321)와 제1응축기(341)를 거쳐 제1공기토출구(391)로 토출되고, 제2유로에 포함된 공기는 제2증발기(322)와 제2응축기(342)를 거쳐 제2공기토출구(392)로 토출된다.

온오프밸브(363)는 폐쇄되어 제1응축기(341)로 흐르는 냉매는 차단되고, 제2응축기(342)로만 냉매가 공급된다. 따라서 제1유로에 포함된 공기의 열교환에는 제1증발기(321)만 참여하게 된다. 즉, 제1유로에 포함된 공기는 제1증발기(321)의 열교환을 통해 냉각된 상태에서 바로 제1공기토출구(391)를 통해 토출되며, 냉방모드의 메인 유로를 형성하게 된다.

한편, 제2유로는 제2증발기(322), 제2응축기(342) 및 제2공기토출구(392)를 포함하는 유로를 형성한다. 제2증발기(322)를 통해서 냉각된 공기는 제2응축기(342)에 의해 소정 온도 상승된 후 제2공기토출구(392)를 통해 토출된다. 도 5에 도시된 제습모드 유로의 일부분에 해당한다.

팽창밸브(33)에서 토출된 냉매는 제1증발기(321)와 제2증발기(322) 중 제1증발기(321)로 먼저 유입된다. 냉매가 제1증발기(321)와 제2증발기(322)를 차례로 거치면서 저온 액체 상태의 냉매량이 점점 줄어들게 되며 이는 곧 제2증발기(322)의 증발 효율이 제1증발기(321)보다 떨어짐을 의미한다.

따라서 냉방모드에서는 냉매가 먼저 유입되는 제1증발기(321)가 냉방을 담당하게 된다.

제2증발기(322)를 통과한 공기는 제2응축기(342)에서 발생하는 열을 감소시켜 냉방모드 시 뜨거운 바람이 최소한으로 발생할 수 있도록 한다.

상기 기술된 본 발명의 일 실시예의 경우, 별도의 중간 열교환기를 구비할 필요가 없으며 기존에 널리 알려진 냉매 사이클의 유로만 변경하여 제습모드와 냉방모드를 모두 구현할 수 있다.

하나의 증발기와 하나의 응축기에 대하여 구획을 나누거나 반으로 나누어서 작동을 하고 별도로 중간 열교환기가 필요 없으므로 전체 공기조화기의 크기를 컴팩트하게 줄일 수 있다.

본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

30: 공기조화기
31: 압축기 32: 증발기 33: 팽창밸브 34: 응축기
35: 유로분리부 36: 분지부 37: 제2팬 38: 제1팬
39: 공기유로

Claims

냉매를 압축하는 압축기;
상기 압축기로부터 토출된 냉매를 응축시키고, 제1응축기와 제2응축기로 구성되는 응축기;
상기 응축기를 통과한 냉매를 팽창시키는 팽창밸브;
상기 팽창밸브로부터 토출된 냉매를 증발시키는 증발기;
상기 증발기 및 상기 응축기가 공기의 흐름방향에 따라 순차적으로 내부에 구비되고, 공기유입구, 제1공기토출구 및 제2공기토출구를 포함하는 공기유로;
상기 공기유로 내의 공기의 유동을 발생시키는 팬;
공기조화기의 작동 모드에 따라 개폐 가능하게 구비되고 상기 공기유로를 두 개로 나누는 유로분리부; 및,
상기 유로분리부는,
일단은 상기 제1응축기와 상기 제2응축기 사이에 연결되고 타단은 상기 제1공기토출구와 상기 제2공기토출구 사이에 연결되는 제1유로분리부; 및,
일단은 상기 제1응축기와 상기 제2응축기 사이에 연결되고 타단은 상기 증발기 중 기 설정된 지점에 연결되는 제2유로분리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1유로분리부 및 상기 제2유로분리부가 모두 폐쇄되는 경우, 상기 공기유로는 상기 제1공기토출구로 공기가 토출되는 제1유로와 상기 제2공기토출구로 공기가 토출되는 제2유로로 나뉘는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제3항에 있어서,
상기 팬은, 상기 제1공기토출구에 구비된 제1팬 및 상기 제2공기토출구에 구비된 제2팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
삭제
제4항에 있어서,
상기 제1응축기로 냉매를 선택적으로 공급하는 분지부를 더 포함하는 공기조화기.
제6항에 있어서,
상기 분지부는,
상기 압축기로부터 토출된 냉매가 분리되는 분지점;
상기 분지점과 상기 제1응축기를 연결하는 제1분지관;
상기 분지점과 상기 제2응축기를 연결하는 제2분지관; 및,
상기 제1분지관에 구비되고 냉매의 공급 및 차단을 조절할 수 있는 온오프밸브;로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제7항에 있어서,
상기 공기조화기의 작동모드가 제습모드일 경우,
상기 제1유로분리부와 상기 제2유로분리부는 모두 개방되고, 상기 제1팬은 작동하지 않고 상기 제2팬만 작동하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제8항에 있어서,
상기 온오프밸브는 개방되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제7항에 있어서,
상기 공기조화기의 작동모드가 냉방모드일 경우,
상기 제1유로분리부와 상기 제2유로분리부는 모두 폐쇄되고, 상기 제1팬과 상기 제2팬이 모두 작동하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제10항에 있어서,
상기 온오프밸브는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 제1유로분리부 및 상기 제2유로분리부는 각각 다수개의 베인들로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항, 제3항 내지 제4항 및 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 증발기는 상기 공기유입구와 상기 응축기 사이에 구비되고, 상기 응축기는 상기 증발기와 상기 공기토출구 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항, 제3항 내지 제4항 및 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 응축기는 공기유동방향으로 상기 증발기 이후에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 기 설정된 지점은 상기 증발기로 냉매가 유입되는 지점보다 상기 증발기로 냉매가 유출되는 지점과 더 가까운 것을 특징으로 하는 공기조화기.