KR101822898B1 - 하이브리드모듈 및 이를 이용한 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 공기조화기의 하이브리드모듈은, 냉매 및 공기를 열교환시키는 복수개의 상기 플랫튜브를 포함하고, 상기 복수개의 플랫튜브들이 적어도 2개의 1그룹 및 2그룹으로 구획된 제 1 열교환부; 상기 제 1 열교환부와 일체로 제작되고, 상기 제 1 열교환부로부터 냉매를 전달받아 공기와 열교환시키는 복수개의 상기 플랫튜브를 포함하고, 상기 제 1 열교환부의 외측에 배치되어 적층되는 제 2 열교환부; 상기 1그룹 및 2그룹을 연결시켜 냉매를 유동시키는 연결관; 상기 연결관에 설치되고, 상기 1그룹에서 2그룹으로 유동되는 냉매를 팽창시키는 팽창기구;를 포함한다.
본 발명에 따른 공기조화기는 하이브리드모듈에서 냉매의 응축, 팽창 및 증발이 이루어지기 때문에, 조립 및 설치가 간편하고, 상기 하이브리드모듈에 배치된 팽창기구의 개도량을 제어하여 복수개 열 중 하나는 응축기로 작동되고 나머지는 증발기로 작동시킬 수 있기 때문에, 응축기 또는 증발기의 용량을 증감시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

하이브리드모듈 및 이를 이용한 공기조화기{Hybrid module and air conditioner using the same}

본 발명은 하이브리드모듈 및 이를 이용한 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기로 이루어지는 냉동사이클 장치에서 응축기 또는 증발기로 사용될 수 있다.

또한 열교환기는 차량, 냉장고 등에 설치되어 냉매를 공기와 열교환시킨다.

열교환기는 구조에 따라 핀 튜브형 열교환기, 마이크로 채널형 열교환기 등으로 구분될 수 있다.

핀 튜브형 열교환기는 구리 재질로 제작되고, 마이크로 채널형 열교환기는 알루미늄 재질로 제작된다.

마이크로 채널형 열교환기는 내부에 미세한 유로가 형성되기 때문에 핀 튜브형 열교환기에 비해 효율이 좋다.

핀 튜브형 열교환기는 핀과 튜브를 용접하는 방식이기 때문에 제작이 용이하지만, 마이크로 채널형 열교환기는 furnace에 투입하여 브레이징을 통해 제작하기 때문에, 제작에 따른 초기 투자비용이 큰 단점이 있다.

특히 핀 튜브형 열교환기는 제작이 용이하기 때문에, 2열로 겹쳐서 제작하기가 용이하지만, 마이크로 채널형 열교환기는 로(爐)에 넣어 제작하는 방식이기 때문에 2열로 제작하는데 어렵움이 있었다.

도 1은 종래 기술에 다른 마이크로 채널형 열교환기의 사시도이다.

도시된 것과 같이, 종래 기술에 따른 마이크로 채널형 열교환기는 제 1 열(1) 및 제 2 열(2)로 구성되고, 상기 제 1 열(1) 및 제 2 열(2)을 연결시키는 헤드(3)가 배치된다.

상기 헤더(3)는 제 1 열(1)의 냉매를 제 2 열(2)로 방향 전환시켜 유동되게 하는 유로를 제공한다.

종래 2열로 구성된 마이크로 채널형 열교환기는 냉매의 유입구(4)가 제 1 열(1)의 하측에 위치되고, 냉매의 토출구(5)가 제 2 열(2)의 하측에 위치된다.

특히 상기 유입구(4)는 복수개가 형성되고, 상기 제 1 열(1)의 내부에 다수개의 유로를 통해 냉매를 공급한다.

제 1 열(1)에서는 냉매가 하측에서 상측방향으로 유동되고, 제 2 열(2)에서는 헤더(3)를 통과한 후 상측에서 하측방향으로 유동된다.

상기 토출구(5)는 1개가 배치된다.

즉, 제 1 열(1)을 통과한 유체는 제 2 열(2)의 어딘가에서 합류된 후 토출구(5)에 모인다.

종래 기술에 따른 마이크로 채널형 열교환기는 복수개의 열로 구성되더라도 응축기 또는 증발기로만 작동되었다.

대한민국 등록특허 10-0765557

본 발명의 해결하려고 하는 과제는, 냉매의 응축, 팽창 및 증발이 이루어지는 공기조화기의 하이브리드모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는 복수개의 열 중 어느 하나는 응축기로 작동되고, 나머지는 증발기로 작동되는 공기조화기의 하이브리드모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 복수개의 열 중 어느 하나의 일부만 응축기로 작동되고 나머지는 증발기로 작동되는 공기조화기의 하이브리드모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 팽창밸브, 응축기 및 증발기가 일체로 제작된 공기조화기의 하이브리드모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 일부 영역이 응축기로 작동되고 나머지 영역이 증발기로 작동되어 열교환되는 공기의 제습 후 취출되는 공기의 온도가 쾌적하게 형성되는 공기조화기의 하이브리드모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 공기조화기의 하이브리드모듈은, 냉매 및 공기를 열교환시키는 복수개의 상기 플랫튜브를 포함하고, 상기 복수개의 플랫튜브들이 적어도 2개의 1그룹 및 2그룹으로 구획된 제 1 열교환부; 상기 제 1 열교환부와 일체로 제작되고, 상기 제 1 열교환부로부터 냉매를 전달받아 공기와 열교환시키는 복수개의 상기 플랫튜브를 포함하고, 상기 제 1 열교환부의 외측에 배치되어 적층되는 제 2 열교환부; 상기 1그룹 및 2그룹을 연결시켜 냉매를 유동시키는 연결관; 상기 연결관에 설치되고, 상기 1그룹에서 2그룹으로 유동되는 냉매를 팽창시키는 팽창기구;를 포함한다.

본 발명에 따른 공기조화기의 하이브리드모듈은, 냉매 및 공기를 열교환시키는 복수개의 상기 플랫튜브가 설치된 제 1 열교환부; 상기 제 1 열교환부와 일체로 제작되고, 상기 제 1 열교환부로부터 냉매를 전달받아 공기와 열교환시키는 복수개의 상기 플랫튜브가 설치되고, 상기 제 1 열교환부의 외측에 배치되어 적층되는 제 2 열교환부; 냉매가 유동되도록 상기 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부를 연결시키는 연결관; 상기 연결관에 설치되고, 상기 제 1 열교환부에서 제 2 열교환부로 유동되는 냉매를 팽창시키는 팽창기구;를 포함한다.

본 발명에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하여 토출시키는 압축기; 상기 압축기로부터 냉매를 공급받아 응축, 팽창 및 증발시키는 하이브리드모듈;을 포함하고, 상기 하이브리드모듈은, 냉매 및 공기를 열교환시키는 복수개의 플랫튜브들을 포함하고, 상기 복수개의 플랫튜브들이 적어도 2개의 1그룹 및 2그룹으로 구획되고, 상기 1그룹에서 냉매를 응축시키고, 상기 2그룹에서 냉매를 증발시키는 제 1 열교환부; 상기 제 1 열교환부와 일체로 제작되고, 상기 제 1 열교환부로부터 냉매를 전달받아 냉매를 증발시키는 복수개의 플랫튜브들을 포함하고, 상기 제 1 열교환부의 외측에 배치되어 적층되는 제 2 열교환부; 상기 1그룹 및 2그룹을 연결시켜 냉매를 유동시키는 연결관; 상기 연결관에 설치되고, 상기 1그룹에서 2그룹으로 유동되는 냉매를 팽창시키는 팽창기구;를 포함한다.

본 발명에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하여 토출시키는 압축기; 상기 압축기에서 토출된 냉매를 응축시키는 응축열교환기; 상기 응축열교환기를 통과한 냉매를 선택적으로 팽창시키는 분리 팽창기구; 상기 압축기로부터 냉매를 공급받아 응축, 팽창 및 증발시키는 하이브리드모듈;을 포함하고, 상기 하이브리드모듈은, 냉매 및 공기를 열교환시키는 복수개의 플랫튜브들을 포함하고, 상기 복수개의 플랫튜브들이 적어도 2개의 1그룹 및 2그룹으로 구획되고, 상기 1그룹에서 냉매를 응축시키고, 상기 2그룹에서 냉매를 증발시키는 제 1 열교환부; 상기 제 1 열교환부와 일체로 제작되고, 상기 제 1 열교환부로부터 냉매를 전달받아 냉매를 증발시키는 복수개의 플랫튜브들을 포함하고, 상기 제 1 열교환부의 외측에 배치되어 적층되는 제 2 열교환부; 상기 1그룹 및 2그룹을 연결시켜 냉매를 유동시키는 연결관; 상기 연결관에 설치되고, 상기 1그룹에서 2그룹으로 유동되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 일체 팽창기구;를 포함한다.

본 발명에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하여 토출시키는 압축기; 상기 압축기에서 토출된 냉매를 응축시키는 응축열교환기; 상기 응축열교환기를 통과한 냉매를 선택적으로 팽창시키는 분리 팽창기구; 상기 압축기로부터 냉매를 공급받아 응축, 팽창 및 증발시키는 하이브리드모듈;을 포함하고, 상기 하이브리드모듈은, 냉매 및 공기를 열교환시키는 복수개의 상기 플랫튜브가 설치된 제 1 열교환부; 상기 제 1 열교환부와 일체로 제작되고, 상기 제 1 열교환부로부터 냉매를 전달받아 공기와 열교환시키는 복수개의 상기 플랫튜브가 설치되고, 상기 제 1 열교환부의 외측에 배치되어 적층되는 제 2 열교환부; 냉매가 유동되도록 상기 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부를 연결시키는 연결관; 상기 연결관에 설치되고, 상기 제 1 열교환부에서 제 2 열교환부로 유동되는 냉매를 팽창시키는 일체 팽창기구;를 포함한다.

본 발명의 공기조화기의 하이브리드모듈은 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 하이브리드모듈에서 냉매의 응축, 팽창 및 증발이 이루어지기 때문에, 조립 및 설치가 간편한 장점이 있다.

둘째, 하이브리드모듈에 배치된 팽창기구의 개도량을 제어하여 복수개 열 중 하나는 응축기로 작동되고 나머지는 증발기로 작동시킬 수 있기 때문에, 응축기 또는 증발기의 용량을 증감시킬 수 있는 장점이 있다.

셋째, 하이브리드모듈의 팽창기구의 개도량을 제어하여 어느 하나의 열 중 일부만 응축기로 작동시키고 나머지는 증발기로 작동시킬 수 있기 때문에, 응축기 또는 증발기의 용량을 증감시킬 수 있는 장점이 있다.

넷째, 하이브리드모듈에 적어도 일부가 응축기로 작동되는 열교환부와 증발기로 작동되는 열교환부가 적층되어 설치되기 때문에, 제습에 효과적인 장점이 있다.

다섯째, 하이브리드모듈의 좌측 및 우측에서 토출되는 공기의 온도를 각기 다르게 형성시킬 수 있는 장점이 있다.

여섯째, 하이브리드모듈의 한쪽에서는 차가운 공기를 토출시키고 다른쪽에서는 시원한 공기를 시킬 수 있는 장점이 있다.

여섯째, 하이브리드모듈에 배치된 팽창기구의 과열도 제어를 통해, 응축기로 작동되는 그룹의 응축열 손실을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

일곱째, 하이브리드모듈과 별도로 응축열교환기가 배치되는 경우, 하이브리드모듈에 배치된 각 열교환부의 기능을 능동적으로 제어할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 다른 마이크로 채널형 열교환기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기조화기가 도시된 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 하이브리드모듈의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제 1 열교환부의 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 제 2 열교환부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기조화기가 도시된 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 공기조화기가 도시된 블럭도이다.
도 8은 도 7에 도시된 하이브리드모듈의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 공기조화기가 도시된 블럭도이다.
도 10은 도 9의 작동 예시 1도이다.
도 11은 도 9의 작동 예시 2도이다.
도 12는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 하이브리드모듈이 도시된 분해 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 2 내지 도 5를 참조하여 제 1 실시예에 따른 마이크로 채널 열교환기에 대해 설명한다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)로부터 냉매를 공급받아 응축, 팽창 및 증발시키는 하이브리드모듈(20)을 포함한다.

상기 공기조화기는 상기 하이브리드모듈(20)로 공기를 유동시키는 송풍팬(11)이 포함될 수 있다.

본 실시예에 따른 하이브리드모듈(20)은 냉매의 냉동사이클을 구성하는 응축기, 증발기 및 팽창기구가 일체화된 것이다.

상기 하이브리드모듈(20)은 공기와 열교환되는 제 1 열교환부(30)와, 상기 제 1 열교환부(30)에 적층되고, 공기와 열교환되는 제 2 열교환부(40)와, 상기 제 1 열교환부(30), 제 2 열교환부(40) 또는 제 1 열교환부(30) 및 제 2 열교환부(40) 사이 배치되어 냉매를 팽창시키는 팽창기구(21)를 포함한다.

본 실시예와 달리 상기 하이브리드모듈(20)은 2개 이상의 열교환부가 적층되어도 무방하다.

상기 제 1 열교환부(30) 및 제 2 열교환부(40)는 마이크로 채널 타입 열교환기이다.

상기 제 1 열교환부(30) 및 제 2 열교환부(40)는 알루미늄 재질로 형성된다.

상기 팽창기구(21)는 전자팽창밸브(eev), Bi-flow 밸브 또는 캐필러리튜브 등 다양한 종류가 사용될 수 있다.

상기 제 2 열교환부(40) 및 압축기(10) 사이에는 어큐뮬레이터(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 어큐뮬레이터는 액체 냉매는 저장하고 기체 냉매만을 압축기(10)에 공급한다.

상기 제 1 열교환부(30)는 내부에 복수개의 유로가 형성된 복수개의 플랫튜브(50)와, 상기 플랫튜브(50)를 연결하여 열을 전도시키는 핀(60)과, 상기 복수개의 플랫튜브(50) 일측에 결합되고, 상기 복수개 플랫튜브(50) 일측과 연통되어 냉매가 유동되는 제 1 로어헤더(70)와, 상기 복수개의 플랫튜브(50) 타측에 결합되고, 상기 복수개 플랫튜브(50)의 타측과 연통되어 냉매가 유동되는 제 1 어퍼헤더(80)와, 상기 제 1 로어헤더(70) 또는 제 1 어퍼헤더(80) 중 적어도 어느 하나에 형성되고, 냉매가 유동되지 않도록 내부를 구획시키는 베플(90)을 포함한다.

상기 플랫튜브(50)의 내부에는 길이방향으로 길게 연장되어 냉매가 유동되는 유로가 형성된다.

상기 플랫튜브(50)는 수직하게 배치되고, 좌우 방향으로 복수개의 플랫튜브(50)가 적층된다.

상기 플랫튜브(50)의 내부에는 다수개의 유로가 형성된다.

상기 플랫튜브(50)의 좌측은 상기 제 1 로어헤더(70)에 삽입되어 연통된다.

상기 플랫튜브(50)의 우측은 상기 제 1 어퍼헤더(80)에 삽입되어 연통된다.

상기 핀(60)은 절곡되어 형성되고, 적층된 2개의 플랫튜브(50)를 연결하여 열을 전도시킨다.

상기 베플(baffle, 90)은 제 1 로어헤더(70) 또는 제 1 어퍼헤더(80) 어디에 설치되어도 무방하다. 본 실시예에서 상기 베플(90)은 제 1 로어헤더(70) 및 제 1 어퍼헤더(80)에 각각 설치된다.

상기 베플(90)은 제 1 로어헤더(70)에 설치되는 제 1 베플(90a)과, 제 1 어퍼헤드(80)에 설치되는 제 2 베플(90b)과, 제 2 로어헤더(71)에 설치되는 제 3 베플(90c)을 포함한다.

상기 베플(90)은 로어헤더(70)(71) 및 어퍼헤더(81)의 내부를 좌우방향으로 구획한다.

상기 제 2 베플(90b)은 상기 제 1 어퍼헤더(80) 내부를 2개의 1-1 공간(91) 및 1-2 공간(92)으로 구획한다.

상기 제 2 베플(90b)은 상기 제 1 어퍼헤더(80) 내부를 좌우 방향으로 구획한다.

상기 베플(90)을 기준으로 좌측을 유동하는 냉매의 방향과, 우측을 유동하는 냉매의 방향이 서로 반대로 형성된다.

상기 베플(90)에 의해 나뉜 상기 어퍼헤더(80)의 우측 공간을 1-1 공간(91)으로 정의하고, 상기 베플(90)에 의해 나뉜 상기 어퍼헤더(80)의 좌측 공간을 1-2 공간(92)으로 정의한다.

상기 베플(90)의 우측에 배치된 플랫튜브(50)들을 1그룹(51)으로 정의하고, 상기 베플(90)의 좌측에 배치된 플랫튜브(50)들을 2그룹(52)으로 정의한다.

상기 제 1 로어헤더(70) 내부는 제 1 베플(90a)에 의해 2-1 공간(93) 및 2-2 공간(94)로 구획된다.

상기 제 1 베플(90a) 및 제 2 베플(90b)에 의해 제 1 그룹(51)의 플랫튜브(50)들과 제 2 그룹(52)의 플랫튜브(50)들은 서로 분리된다.

제 1 그룹(51)에서 제 2 그룹(52)으로 냉매를 유동시키기 위해 연결배관(25)이 설치되고, 상기 연결배관(25)에 상기 팽창기구(21)가 설치된다.

본 실시예에서 상기 연결배관(25)은 제 1 어퍼헤드(80)에 설치된다.

본 실시예와 달리 상기 연결배관(25)은 제 1 로어헤드(70)에 설치되어도 무방하다.

본 실시예에서 상기 연결배관(25)의 일단(25a)은 1-1 공간(91)에 연결되고, 타단(25b)은 1-2 공간(92)에 연결된다.

본 실시예에서는 팽창기구(21)가 상기 연결배관(25)의 중간에 설치된다. 본 실시예와 달리 팽창기구(21)가 1-1 공간(91) 또는 1-2 공간(92)에 직접 연결되어도 무방하다.

상기 제 1 열교환부(30)에서 상기 제 1 그룹(51)에 냉매를 공급하기 위해 유입관은 상기 연결배관(25)의 반대쪽에 위치된다.

그래서 본 실시예에서는 제 1 로어헤드(70)에 유입관(22)이 연결된다.

보다 정확히는 상기 2-1 공간(93)에 상기 유입관(22)이 연결된다.

그래서 상기 유입관(22)을 통해 압축기(10)에서 공급된 냉매는 "2-1 공간(93) -> 제 1 그룹(51) -> 1-1 공간(91) -> 연결관(25) -> 팽창기구(21) -> 1-2 공간(92) -> 2 그룹(52) -> 2-2 공간(94)" 순으로 유동된다.

여기서 상기 제 1 그룹(51)을 통과하는 과정에서 냉매는 공기와 열교환되어 응축된다.

그리고 상기 냉매는 상기 팽창기구(21)를 통과하면서 팽창된다.

그리고 상기 제 2 그룹(52)을 통과하면서 팽창된 냉매가 공기와 열교환되면서 증발된다.

즉, 제 1 열교환부(30)의 일부 플랫튜브(50)에서는 냉매의 응축이 이루어되고, 나머지에서는 증발이 이루어진다.

상기 2-2 공간(94)의 냉매는 제 2 열교환부(40)로 유동되고, 제 2 열교환부(40)를 통과하면서 냉매의 증발이 지속적으로 이루어진다.

상기 제 2 열교환부(40)는 제 1 열교환부(30)와 유사한 구조를 갖는다.

상기 제 2 열교환부(40)는 제 2 어퍼헤드(81), 제 2 로어헤드(72), 제 2 어퍼헤드(81) 및 제 2 로어헤드(71)를 연결하는 복수개의 플랫튜브(50), 플랫튜브(50)들을 연결하여 열을 전도시키는 핀(60)을 포함한다.

상기 플랫튜브(50)는 2개의 3그룹(53) 및 4그룹(54)으로 구분된다.

상기 그룹(53)(54)들을 구분하기 위해 제 2 로어헤드(71)에는 제 3 베플(90c)이 설치된다. 상기 제 3 베플(90c)은 상기 제 2 로어헤드(71)를 좌우 방향으로 구획한다.

상기 제 3 베플(90c)에 의해 상기 제 2 로어헤드(71)는 3-1 공간(95) 및 3-2 공간(96)으로 구획된다.

상기 제 2 어퍼헤드(81) 내부에는 4 공간(97)이 형성된다.

본 실시예에서는 상기 제 2 어퍼헤드(81)에 베플이 설치되지 않는다.

본 실시예와 달리 상기 제 2 열교환부(40)를 3개 이상의 그룹으로 나눌 경우, 상기 제 2 어퍼헤드(81)에도 베플이 설치될 수 있다.

상기 3-2 공간(96)에는 토출관(24)이 연결된다.

상기 제 3 베플(90c)의 좌측이 3그룹(53)이고, 우측이 4그룹으로 정의된다.

상기 제 2 열교환부(40)의 3-1 공간(95)과 제 1 열교환부(30)의 2-2 공간(94)은 냉매가 유동될 수 있도록 연통된다.

상기 2-2 공간(94) 및 3-1 공간(95)은 전체가 연통될 수도 있고, 관을 통해 연결될 수도 있다.

실시예에 따라 상기 제 1 어퍼헤드(80) 및 제 2 어퍼헤드(81)는 일체로 제작될 수 있다. 또한, 제 1 로어헤드(70) 및 제 2 로어헤드(71)는 일체로 제작될 수 있다.

상기 어퍼헤드(80)(81) 또는 로어헤드(70)(71)이 하나의 부품으로 제작되어도 제 1 열교환부(30) 및 제 2 열교환부(40)의 플랫튜브(50)들은 서로 이격된다.

냉매의 유동을 살펴보면, 제 2-2 공간(94)의 냉매는 "3-1 공간(95) -> 제 3 그룹(53) -> 4 공간(97) -> 제 4 그룹(54) -> 3-2 공간(96)"을 따라 유동되고, 유동되는 과정에서 공기와 열교환되어 증발된다.

상기 3-2 공간(96)의 냉매는 토출관(24)을 통해 제 2 열교환부(40)에서 토출된 후, 압축기(10)로 유동된다.

상기 송풍팬(11)은 제 2 열교환부(40)에서 제 1 열교환부(30)로 공기를 유동시킨다.

그래서 공기는 상기 제 2 열교환부(40)와 먼저 열교환된 다음, 제 1 열교환부(30)와 열교환된다.

그래서 증발기로 작동되는 상기 제 2 열교환부(40)의 제 3 그룹(53) 및 제 4 그룹(54)에서는 냉매의 증발이 보다 효과적으로 이루어진다.

그리고 증발기로 작동되는 상기 제 1 열교환부(30)의 제 2 그룹(52)은 제 1 베플(90a) 및 제 2 베플(90b)에 의해 분리된 상태에서 냉매를 증발시킨다.

응축기로 작동되는 제 1 열교환부(30)의 제 1 그룹(51)은 공기와 열교환되면서 냉매를 응축시킨다.

그래서 하이브리드모듈(20)의 좌측은 증발기로 작동되는 제 2 그룹(52) 및 3 그룹(53)이 적층되기 때문에, 차가운 공기가 토출된다.

상기 하이브리드모듈(20)의 우측은 증발기로 작동되는 제 4 그룹(54) 및 응축기로 작동되는 제 1 그룹(51)이 적층되기 때문에, 시원한 공기가 토출된다.

즉, 본 실시예에 따른 상기 하이브리드모듈(20)의 좌측 및 우측에서는 서로 다른 온도의 공기가 토출된다.

본 실시예에서는 하나의 송풍팬(11)이 설치되었으나, 2개의 송풍팬을 설치하여 좌측 및 우측에서 각각의 공기 유동을 발생시킬 수도 있다.

이 경우, 사용자의 니즈에 따라 좌측 또는 우측의 풍속 또는 풍량을 조절할 수 있다.

특히, 제습을 실시하는 경우, 제 2 열교환부(40)를 통과한 차가운 공기를 응축기로 작동되는 제 1 그룹(51)이 가열하기 때문에, 쾌적한 온도의 공기를 제공할 수 있다.

또한, 복수개의 그룹들(51)(52)(53)(54) 중 증발기로 작동되는 그룹들(52)(53)(54)이 더 많고, 응축기로 작동되는 그룹(51)이 적기 때문에, 제습용량을 확대할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 상기 팽창기구(21)가 전자팽창밸브인 경우, 상기 팽창기구(21)의 개도량을 조절하여, 상기 제 4 그룹(54)에서 냉매가 과열되게 조절할 수 있고, 이를 통해 응축기로 작동되는 제 1 그룹(51)의 응축열 손실을 최소화할 수 있다.

즉, 상기 제 4 그룹(54)에서 냉매가 과열되도록 개도량을 조절할 경우, 제 4 그룹(54)이 증발기로 작동되더라도 제 2 그룹(52) 또는 제 3 그룹(53)에 비해 냉매의 온도가 높게 형성된다. 그래서 상기 제 4 그룹(54)을 거쳐 제 1 그룹(51)으로 유동되는 공기는 제 3 그룹(53)을 거쳐 제 2 그룹(52)으로 유동되는 공기에 비해 온도가 높게 형성된다.

이를 통해 응축기로 작동되는 제 1 그룹(51)의 응축열 손실을 최소화할 수 있고, 제 1 그룹(51)을 통과한 공기의 온도를 조절할 수 있다.

그래서 본 실시예에 따른 공기조화기는 팽창기구(21)의 개도량을 조절하여 응축기로 작동되는 그룹(51)을 통과한 공기의 온도를 조절할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 공기조화기는 냉매의 응축열에 의해 제 1 그룹(51)의 온도가 결정되지 않고, 팽창기구(21)의 과열도 제어를 통해 응축기를 통과하는 공기의 온도를 보다 능동적으로 제어할 수 있다.

또한, 상기 공기조화기의 좌측 및 우측에 각각 별도의 토출구가 구비되는 경우, 좌측 토출구 및 우측 토출구에서 각기 다른 온도의 바람이 토출되게 할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 하이브리드모듈(20)은 응축기, 증발기 및 팽창기구가 일체로 제작되기 때문에 공기조화기의 제작 시 배관의 연결을 최소화시킬 수 있고, 이를 통해 조립공정 및 설치시간을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 1-1 공간, 1-2 공간, 2-1 공간, 2-2 공간의 정의는 냉매의 유동 순서와는 무관하고, 각 내부공간을 특정하기 위한 명칭일 뿐이다.

또한, 플랫튜브(50)을 나눈 그룹들의 명칭도 냉매의 유동순서와는 무관하다.

도 6을 참조하여 제 2 실시예에 따른 공기조화기를 설명한다.

제 2 실시예에 따른 공기조화기는 제 1 실시예와 달리 하이브리드모듈(20)과 별도로 응축열교환기(26)가 설치되고, 상기 응축열교환기(26)에서 토출된 냉매를 팽창시키는 별도의 팽창기구(23)가 설치된다. 제 1 실시예의 팽창기구(21)와 구분하기 위해, 본 실시예에서는 하이브리드모듈(20)에 설치된 팽창기구(21)를 일체 팽창기구(21)로 정의하고, 하이브리드모듈(20)와 분리된 팽창기구(23)를 분리 팽창기구(23)로 정의한다.

상기 분리 팽창기구(23)는 전자팽창밸브가 설치되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 상기 분리 팽창기구(23)는 선택적으로 풀오픈되어 응축된 냉매를 팽창시키지 않고 하이브리드모듈(20)로 통과시키거나, 일부만 팽창시킬 수 있다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 실내기 및 실외기로 구성되는 분리형 공기조화기일 수 있다.

상기 응축열교환기(26)는 실외에 배치되고, 하이브리드모듈(20)을 실내에 배치될 수 있다.

냉매의 유동과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 압축기(10)에서 압축된 냉매는 응축열교환기(26)에서 응축열을 생성하면서 냉매를 액체상태로 응축시키고, 상기 응축된 냉매는 분리 팽창기구(23)를 통과한다.

상기 분리 팽창기구(23)는 개도량을 조절하여 통과되는 냉매의 상태를 제어할 수 있다.

예를 들어, 풀 오픈되는 경우, 응축된 냉매는 팽창되지 않은 응축 냉매 상태로 상기 하이브리드모듈(20)의 1그룹(51)에 공급된다. 상기 하이브리드모듈(20)에 공급된 액체상태의 응축냉매는 상기 제 1 실시예와 같이 작동된다.

다른 예로, 상기 분리 팽창기구(23)가 일정량의 냉매를 팽창시키는 경우, 상기 하이브리드모듈(20)의 1그룹(51)에는 팽창된 냉매가 공급될 수 있다.

상기 1그룹(51)에 공급된 냉매는 팽창된 냉매 및 액체 냉매가 혼합된 상태일 수도 있고, 전량이 팽창된 냉매일 수도 있다.

상기 1그룹(51)에 공급된 냉매 중 일부만이 팽창된 냉매일 경우, 상기 하이브리드모듈(20)의 일체 팽창기구(21)가 나머지 액체 냉매를 팽창시킨 후, 2그룹(52)에 공급한다.

상기 1그룹(51)에 공급된 냉매가 전부 팽창된 냉매일 경우, 상기 일체 팽창기구(21)를 풀오픈시켜 팽창된 냉매를 2그룹(52)으로 통과시킬 수 있다.

이와 달리, 상기 일체 팽창기구(21)의 개도량을 조절하여, 이동과정에서 다시 응축된 액체 냉매를 팽창시킬 수도 있다.

즉, 본 실시예에 따른 하이브리드모듈(20)은 전체 그룹들을 증발기로 작동시킬 수도 있고, 일부만 증발기로 작동시킬 수도 있다.

이하 나머지 구성은 상기 1 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.

도 7 또는 도 8을 참조하여 제 3 실시예에 따른 공기조화기를 설명한다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 제 2 실시예와 달리 제 1 열교환부(30) 및 제 2 열교환부(40) 사이에 일체 팽창기구(21)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 일체 팽창기구(21)는 각 열교환부(30)(40)의 헤드들 사이에 배치될 수 있다.

예를 들어 제 1 어퍼헤드(80) 및 제 2 어퍼헤드(81) 사이에 상기 일체 팽창기구(21)가 설치될 수 있다.

다른 예로 제 1 로어헤드(70) 및 제 2 로어헤드(71) 사이에 상기 일체 팽창기구(21)가 설치될 수 있다.

또한, 제 1 어퍼헤드(80) 및 제 2 로어헤드(71) 사이, 또는 제 1 로어헤드(70) 및 제 2 어퍼헤드(81) 사이에 상기 일체 팽창기구(21)가 설치될 수도 있다.

본 실시에와 같이 일체 팽창기구(21)가 설치되는 경우, 제 1 열교환부(30) 전체를 응축기로 사용할 수도 있고, 제 1 열교환부(30) 전체를 증발기로 사용할 수도 있다.

더불어 상기 분리 팽창기구(23)의 개도량을 조절하는 경우, 제 2 열교환부(40)의 4그룹(54)을 통과하는 냉매를 과열시켜 토출되는 공기의 온도를 조절할 수 있다.

도 9 내지 도 11을 참조하여 제 4 실시예에 따른 공기조화기를 설명한다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 제 2 실시예와 달리, 하이브리드모듈(20) 및 분리 팽창기구(23) 사이에 사방밸브(100)가 설치되고, 이를 통해 각 열교환부(30)(40)의 온도를 독립적으로 제어할 수 있는 특징이 있다.

상기 사방밸브(100)는 상기 분리 팽창기구(23)와 연결된 제 1 밸브유로(101), 상기 압축기(10)와 연결된 제 2 밸브유로(102), 상기 제 1 열교환부(30)와 연결된 제 3 밸브유로(103), 상기 제 2 열교환부(40)와 연결된 제 4 밸브유로(104)를 포함한다.

공기조화기의 제어부는 상기 사방밸브(100)를 제어하여, 상기 제 1 밸브유로(101)에서 공급된 냉매는 상기 제 3 밸브유로(103) 또는 제 4 밸브유로(104)에 공급할 수 있다.

그래서 상기 제 1 밸브유로(101)에서 제 3 밸브유로(103)로 냉매가 공급되는 경우(도 10 참고), 제 1 열교환부(30)에서 제 2 열교환부(40)로 냉매가 유동될 수 있다.

이와 달리, 상기 제 1 밸브유로(101)에서 제 4 밸브유로(104)로 냉매가 공급되는 경우(도 11 참고), 제 2 열교환부(40)에서 제 1 열교환부(30)로 냉매가 유동될 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 공기조화기는 사방밸브(100)를 통해 먼저 냉매가 공급되는 열교환부(30)(40)를 선택할 수 있다.

그래서 제 1 열교환부(30)에 먼저 냉매가 공급되는 경우, 제 1 열교환부(30) 중 적어도 일부를 응축기로 작동시키고, 제 2 열교환부(40)를 증발기로 작동시킬 수 있다.

제 2 열교환부(40)에 먼저 냉매가 공급되는 경우, 제 2 열교환부(40) 중 적어도 일부를 응축기로 작동시키고, 제 1 열교환부(30)를 증발기로 작동시킬 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 공기조화기는 상기 실시예들과 달리, 좌측에서 차가운 바람이 토출되고, 우측에서 시원한 바람이 토출되는 상태에서 사방밸브(100)를 전환시키는 경우, 좌측에서 시원한 바람이 토출되고 우측에서 차가운 바람이 토출되도록 독립적으로 제어할 수 있는 장점이 있다.

이하 나머지 구성은 상기 2 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.

도 12를 참조하여 제 5 실시예에 따른 하이브리드모듈을 설명한다.

본 실시예에 따른 하이브리드모듈(120)은 제 1 실시예와 달리, 응축기로 사용되는 1그룹을 복수개의 세분환된 그룹으로 분할할 수 있다.

이를 위해 2-1 공간(93)에 내부를 다시 분할하는 제 4 베플(90d)이 설치된다.

상기 제 4 베플(90d)에 의해 1 그룹은 1-1 그룹(51-1) 및 1-2 그룹(51-2)으로 분할된다.

연결배관(25')은 1-2 그룹(51-2) 및 2그룹(52)을 연결시킨다.

본 실시예에서 상기 연결배관(25')은 제 1 로어헤드(70)에 설치된다.

제 2 열교환부(40)의 제 3 베플(90c')은, 제 1 실시예와 달리, 제 2 어퍼헤드(81)에 설치된다.

본 실시예와 같이 구성되는 경우, 1그룹(1-1 그룹 및 1-2 그룹)의 플랫튜브 개수와 2그룹(52)의 플랫튜브 갯수가 동일하더라도 응축기로 작동되는 그룹의 유동길이를 길게 형성시킬 수 있고, 응축기로 작동되는 1그룹(1-1 그룹 및 1-2 그룹)에서 냉매의 응축이 효과적으로 형성될 수 있다.

이하 나머지 구성은 상기 1 실시예와 동일하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10 : 압축기 11 : 송풍팬
20 : 하이브리드모듈 21 : 팽창기구
22 : 유입관 23 : 분리 팽창기구
24 : 토출관 25 : 연결관
25a : 연결관 일단 25b : 연결관 타단
30 : 제 1 열교환부 40 : 제 2 열교환부
50 : 플랫튜브 51 : 1그룹
52 : 2그룹 53 : 3그룹
54 : 4그룹 60 : 핀
70 : 제 1 로어헤더 71 : 제 2 로어헤더
80 : 제 1 어퍼헤더 82 : 제 2 어퍼헤더
90 : 베플 90a :제 1 베플
90b : 제 2 베플 90c : 제 3 베플
90d : 제 4 베플 91 : 1-1 공간
92 : 1-2 공간 93 : 제 2-1 공간
94 : 2-2 공간 95 : 3-1 공간
96 : 3-2 공간 97 : 4 공간

Claims (28)

1. 마이크로 채널 타입으로 형성된 복수개의 플랫튜브를 포함하는 공기조화기의 하이브리드모듈에 있어서,
   냉매 및 공기를 열교환시키는 복수개의 상기 플랫튜브를 포함하고, 상기 복수개의 플랫튜브들을 포함하는 제 1 그룹 및 2그룹을 포함하고, 상기 1그룹 및 2그룹은 냉매의 직접 유동이 차단되도록 구획되고, 상기 1그룹 및 2그룹은 하나의 층을 형성하여 일체로 제작된 제 1 열교환부;
   상기 제 1 열교환부와 일체로 제작되고, 상기 제 1 열교환부로부터 냉매를 전달받아 공기와 열교환시키는 복수개의 상기 플랫튜브를 포함하고, 상기 복수개의 플랫튜브들을 포함하는 제 3그룹 및 4그룹을 포함하고, 상기 3그룹 및 4그룹은 냉매의 직접 유동이 차단되도록 구획되고, 상기 3그룹 및 4그룹은 하나의 층을 형성하여 일체로 제작되고, 상기 제 1 열교환부의 외측에 배치되어 적층되는 제 2 열교환부;
   상기 1그룹 및 2그룹을 연결시켜 냉매를 유동시키는 연결관;
   상기 연결관에 설치되고, 상기 1그룹에서 2그룹으로 유동되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 전자팽창밸브;를 포함하고,
   상기 1그룹 및 4그룹이 적층되어 배치되고, 상기 2그룹 및 3그룹이 적층되어 배치되고, 냉매는 상기 1그룹, 2그룹, 3그룹 및 4그룹 순으로 유동되게 구성되고,
   선택적으로 작동되는 상기 전자팽창밸브의 작동에 의해
   상기 1그룹을 응축기 또는 증발기로 작동시키고, 상기 2그룹, 3그룹 및 4그룹을 증발기로 작동시키는 하는 공기조화기의 하이브리드모듈.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 1그룹에 냉매가 공급되는 유입관이 연결되고, 상기 제 2 열교환부에 토출관이 연결된 공기조화기의 하이브리드모듈.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부가 적층되어 설치되되, 상기 제 1 열교환부의 플랫튜브 및 제 2 열교환부의 플랫튜브는 서로 이격되게 배치된 공기조화기의 하이브리드모듈.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 1그룹 및 2그룹은 횡방향으로 배치된 공기조화기의 하이브리드모듈.
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 열교환부는,
   내부에 복수개의 유로가 형성된 복수개의 상기 플랫튜브;
   상기 플랫튜브를 연결하여 열을 전도시키는 핀;
   상기 복수개의 플랫튜브 일측에 결합되고, 상기 복수개 플랫튜브 일측과 연통되어 냉매가 유동되는 로어헤더;
   상기 복수개의 플랫튜브 타측에 결합되고, 상기 복수개 플랫튜브의 타측과 연통되어 냉매가 유동되는 어퍼헤더;
   상기 로어헤더 또는 어퍼헤더 중 적어도 어느 하나에 형성되고, 냉매가 유동되지 않도록 내부를 구획시키고, 상기 복수개의 플랫튜브들을 복수개의 그룹으로 구분하는 베플;을 포함하는 공기조화기의 하이브리드모듈.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 연결관은 상기 제 1 열교환부의 어퍼헤더 및 제 2 열교환부의 어퍼헤더를 연결시키고, 상기 전자팽창밸브는 상기 연결관에 설치된 공기조화기의 하이브리드모듈.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 연결관은 상기 제 1 열교환부의 로어헤더 및 제 2 열교환부의 로어헤더를 연결시키고, 상기 전자팽창밸브는 상기 연결관에 설치된 공기조화기의 하이브리드모듈.
11. 삭제
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자팽창밸브는 상기 4그룹에서 냉매가 과열되도록 제어되는 공기조화기의 하이브리드모듈.
13. 삭제
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18. 청구항 1에 있어서,
    송풍팬을 더 포함하고, 상기 송풍팬에 의해 유동되는 공기는 상기 제 2 열교환부를 거쳐 상기 제 1 열교환부로 유동되게 유로가 형성되는 공기조화기.
    
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