KR102015031B1 - 공기조화기 - Google Patents

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KR102015031B1
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송치우
윤필현
김각중
정재화
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는 냉매를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매의 일부가 유동하는 핫가스 배관; 상기 압축기에서 압축된 냉매가 유동하면서 실내공기와 열교환되는 실내 열교환기; 상기 실내 열교환기에서 열교환된 냉매가 팽창되는 실외팽창기구; 냉방운전 시 응축기로 작용되고 난방운전 시 증발기로 작용되고, 냉매가 통과하면서 실외공기가 열교환되는 실외 열교환기: 및 상기 압축기에서 압축된 냉매의 나머지가 유동되어 상기 압축기에서 토출된 냉매를 냉방운전 시 상기 실외 열교환기로 안내하고, 난방운전 시 상기 실내 열교환기로 안내하는 사방밸브;를 포함하고, 상기 실외 열교환기는, 냉방운전 시 응축기로 작용되고 난방운전 시 증발기로 작용되는 메인 열교환부와, 착상 예방운전 시 상기 핫가스 배관을 통과한 냉매가 유동되는 보조 열교환부를 포함하고, 상기 메인 열교환부는 상기 보조 열교환부를 통과하며 상기 보조 열교환부와 열교환된 실외공기와 열교환되는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기 {Air conditioner }
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제상운전이 없이 연속으로 난방운전을 수행할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 압축기, 실외 열교환기, 팽창기구 및 실내 열교환기를 포함하는 냉동 사이클을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시키는 장치이다. 즉 실내를 냉방시키는 냉방기, 실내를 난방시키는 난방기로 구성될 수 있다. 그리고 실내를 냉방 또는 난방시키는 냉난방 겸용 공기조화기로 구성될 수도 있다.
상기 공기조화기가 냉난방 겸용 공기조화기로 구성되는 경우, 냉방운전과 난방운전에 따라 압축기에서 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 사방밸브를 포함하여 구성된다. 즉 냉방운전 시 압축기에서 압축된 냉매는 사방밸브를 통과하여 실외 열교환기로 유동을 하고 실외 열교환기는 응축기 역할을 한다. 그리고 실외 열교환기에서 응축된 냉매는 팽창기구에서 팽창된 후, 실내 열교환기로 유입된다. 이때 실내 열교환기는 증발기로 작용을 하게 되고, 실내 열교환기에서 증발된 냉매는 다시 사방밸브를 통과하여 압축기로 유입된다.
한편, 난방운전 시 압축기에서 압축된 냉매는 사방밸브를 통과하여 실내 열교환기로 유동을 하고 실내 열교환기는 응축기 역할을 한다. 그리고 실내 열교환기에서 응축된 냉매는 팽창기구에서 팽창된 후, 실외 열교환기로 유입된다. 이때 실외 열교환기는 증발기로 작용을 하게 되고, 실외 열교환기에서 증발된 냉매는 다시 사방밸브를 통과하여 압축기로 유입된다.
상기와 같은 공기조화기는 운전 중에 증발기로 작용하는 열교환기의 표면에 물이 생성되는 되고, 냉방 운전의 경우 실내 열교환기의 표면에 난방운전의 경우 실외 열교환기의 표면에 물이 생성된다. 이 경우 난방운전 시 실외 열교환기 표면에 생성된 응축수가 결빙되는 경우 실외공기의 원활한 흐름 및 열교환을 방해하여 난방 성능이 저하되게 된다.
따라서 착상된 응축수를 제거하기 위해서 난방운전 도중 난방운전을 정지하고, 냉동사이클을 역사이클(즉, 냉방 운전)로 운전시키면, 실외 열교환기로는 고온고압의 냉매가 통과하고, 실외 열교환기 표면의 결빙은 이 냉매의 열에 의해 녹게 된다. 그러나 상기와 같이 역사이클로 제상운전을 수행하는 경우 실내의 난방을 정지하여야 하는 문제점이 있었다.
이를 개선하기 위해 한국공개공보 10-2009-0000925에서는 실외 열교환기의 열교환부를 복수로 나누고, 복수의 열교환부 중 어느 하나는 난방운전으로써 증발기 구동되고, 다른 하나의 열교환부는 압축기의 고압의 냉매가 유입되는 제상운전이 실행된다.
그러나, 한국공개공보 10-2009-0000925는 어느 한 열교환부를 제상한 냉매가 다른 열교환부의 토출단으로 유입되므로, 난방운전 중인 열교환부(증발)의 온도와 압력이 상승되므로, 난방운전 중인 열교환부에서 충분한 열교환이 일어나지 못하여서, 공기조화기의 효율이 저하되는 문제점이 존재한다.
복수 개의 열교환부를 사용하는 경우, 착상이 진행되고 난 후 제상운전을 하게 되면, 열교환기의 효율이 낮아지는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제상운전 없이 실내에 난방을 공급할 수 있는 공기조화기를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 과제는 복수개의 열교환부를 가지는 실외 열교환기의 난방운전을 효율적으로 수행할 수 있는 공기조화기를 제공함에 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는 냉매를 압축시키는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매의 일부가 유동하는 핫가스 배관; 상기 압축기에서 압축된 냉매가 유동하면서 실내공기와 열교환되는 실내 열교환기; 상기 실내 열교환기에서 열교환된 냉매가 팽창되는 실외팽창기구; 냉방운전 시 응축기로 작용되고 난방운전 시 증발기로 작용되고, 냉매가 통과하면서 실외공기가 열교환되는 실외 열교환기: 및 상기 압축기에서 압축된 냉매의 나머지가 유동되어 상기 압축기에서 토출된 냉매를 냉방운전 시 상기 실외 열교환기로 안내하고, 난방운전 시 상기 실내 열교환기로 안내하는 사방밸브;를 포함하고, 상기 실외 열교환기는, 냉방운전 시 응축기로 작용되고 난방운전 시 증발기로 작용되는 메인 열교환부와, 착상 예방운전 시 상기 핫가스 배관을 통과한 냉매가 유동되는 보조 열교환부를 포함하고, 상기 메인 열교환부는 상기 보조 열교환부를 통과하며 상기 보조 열교환부와 열교환된 실외공기와 열교환되는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기의 구성을 가지는 본 발명의 공기조화기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째,　실외 열교환기의 제상운전 없이 실내에 난방운전을 지속적으로 공급할 수 잇다.
둘째, 정기적인 제상운전이 필요 없어지고 난방운전을 정지하지 않아서 전체 시스템의 난방효율이 증가한다는 장점이 있다.
셋째, 복수개의 열교환부 중 일부가 착상 예방운전되고, 다른 일부가 난방운전되는 경우, 난방운전의 효율을 저하시키지 않는 장점이 있다.
다섯째, 냉방 운전시와 난방 운전시 냉매의 유로가 가변되는 장점이 있다.
여섯째, 난방 운전시 냉매와 공기의 열교환을 줄이고 냉방 운전시 냉매와 공기의 열교환을 늘여 효율을 극대화하는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기의 난방 시 냉매 흐름을 나타내는 구성도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 실외기의 단면도;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기의 착상 예방운전 시 냉매 흐름을 나타내는 구성도;
도 4는 본 발명의 제1실시예의 공기조화기의 냉방운전 시 냉매의 흐름을 나타내는 구성도;
도 5는 본 발명의 제1실시예의 공기조화기의 제어블록도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 실외기의 단면도이다.
상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부도면은 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다름과 같다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기의 난방 시 실외기의 냉매 흐름을 나타내는 구성도, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 실외기의 단면도이다.
도 1을 참조하여 본 실시예의 공기조화기의 전체적인 구성을 설명한다.
도시되지는 않았지만, 본 실시예의 공기조화기는 복수개의 실내기와 복수개의 실외기(OU)를 포함할 수 있다. 복수개의 실내기와 복수개의 실외기는 냉매배관으로 연결되고, 복수개의 실내기는 사용자가 냉난방을 원하는 다수의 장소에 설치된다.
도 1을 참조하면 본 실시예의 공기조화기는 압축기(11,13), 핫가스 배관(110), 사방밸브(30), 실내 열교환기(120), 실외팽창기구 및 실외 열교환기(70,80,90)를 포함한다. 공기조화기의 압축기(11,13), 핫가스 배관(110), 사방밸브(30), 실내 열교환기(120), 실외팽창기구 및 실외 열교환기(70,80,90)는 실외기(OU)에 설치된다.
압축기(11,13)는 냉매를 압축시킨다. 그리고 압축기(11,13)는 어느 하나가 인버터 압축기( 등의 용량 가변형 압축기로 이루어 지고, 나머지는 정속 압축기로 이루어질 수 있다. 또한 압축기(11,13)의 흡입측에는 기액분리기(14)가 연결되고, 토출측에는 오일분리기(16)와 체크밸브가 설치된다.
압축기(11,13)는 유입측으로 유입된 냉매를 압축실로 압축하고 토출측로 토출시킨다. 압축기(11,13)의 토출측에는 토출배관(18)이 연결되고, 압축기(11,13)의 유입측에는 유입배관(17)이 연결된다. 토출배관(18)은 사방밸브(30)에 의해 실내 열교환기(120) 또는 실외 열교환기(70,80,90)와 연결된다. 유입배관(17)은 사방밸브(30)에 의해 실내 열교환기(120) 또는 실외 열교환기(70,80,90)와 연결된다.
토출측에서 토출된 냉매는 토출배관(18)과 연결된 사방밸브(30)로 유동된다.
사방밸브(30)는 공기조화기의 냉난방운전에 따라 냉매의 유동방향을 변환시킨다. 즉, 사방밸브(30)는 냉방운전 시 실내 열교환기(120)에서 증발된 냉매를 압축기(11,13)측으로 유동시키고, 압축기(11,13)에서 압축된 냉매를 실외 열교환기(70,80,90)로 유동시킨다. 그리고 난방운전 시 실외 열교환기(70,80,90)에서 증발된 냉매를 압축기(11,13)측으로 유동시키고, 압축기(11,13)에서 압축된 냉매를 실내 열교환기(120)로 유동시킨다. 그리고 착상 예방운전 시 실외 열교환기(70,80,90)에서 증발된 냉매를 압축기(11,13)로 유동시키고, 압축기(11,13)에서 압축된 냉매 중 핫가스 배관(110)으로 유동되지 않은 냉매를 실내 열교환기(120)로 유동시킨다.
사방밸브(30)는 압축기(11,13)의 토출배관(18), 압축기(11,13)의 유입배관(17), 실내 열교환기(120) 및 실외 열교환기(70,80,90)와 연결된다. 사방밸브(30)는 냉방운전 시 압축기(11,13)의 토출측과 실외 열교환기(70,80,90)를 연결하고, 실내 열교환기(120)와 압축기(11,13)의 유입측을 연결한다. 사방밸브(30)는 난방운전 시 압축기(11,13)의 토출측과 실내 열교환기(120)를 연결하고, 실외 열교환기(70,80,90)와 압축기(11,13)의 유입측을 연결한다.
실내 열교환기(120)는 냉매와 실내공기의 열교환에 의해서 실내공기를 냉방 또는 난방한다. 구체적으로 냉방운전 시 냉매가 증발되면서 실내공기를 냉방하고, 난방운전 시 압축기(11,13)에서 압축된 냉매가 응축되면서 실내공기를 난방한다. 그리고 제상운전 시 사방밸브(30)를 통과한 냉매가 유동을 하면서 실내공기를 난방한다. 그리고 도시되지는 않았지만 본 실시예에서 실내 열교환기(120)는 복수개가 구비되어 복수개의 실내공간을 냉난방할 수 있다. 실내 열교환기(120)는 사방밸브(30) 및 실내 팽창밸브(121)와 연결된다.
실내 팽창밸브(121)는 냉방운전 시 개도가 조절되어 냉매를 팽창하고, 난방운전 시 완전 개방되어 냉매를 통과시킨다. 실내 팽창밸브(121)는 실내 열교환기(120) 및 실외 열교환기(70,80,90) 사이에 구비된다.
실내 팽창밸브(121)는 냉방운전 시 실내 열교환기(120)로 유동되는 냉매를 팽창시킨다. 실내 팽창밸브는 난방운전 시 실내 열교환기(120)로부터 유입되는 냉매를 통과시켜 압축기(11,13)로 안내한다.
실외 열교환기(70,80,90)는 실외 공간에 배치된 실외기 내에 배치되며, 실외 열교환기(70,80,90)를 통과하는 냉매를 실외 공기와 열교환시킨다. 실외 열교환기(70,80,90)는 냉방운전 시 냉매를 응축하는 응축기로 작용하고, 난방운전 시 냉매를 증발하는 증발기로 작용한다.
실외 열교환기(70,80,90)는 사방밸브(30) 및 실외팽창기구와 연결된다. 냉방운전 시 압축기(11,13)에서 압축되어 사방밸브(30)를 통과한 냉매는 실외 열교환기(70,80,90)로 유입된 후 응축되어 실외팽창기구로 유동된다. 난방운전 시 실외팽창기구에서 팽창된 냉매는 실외 열교환기(70,80,90)로 유동된 후 증발되어 사방밸브(30)로 유동된다.
실외팽창기구(40,50)는 메인 팽창밸브(41,51), 보조 팽창밸브(96) 체크밸브(43,53)를 포함한다. 난방운전 시 실내 열교환기(120)에서 응축된 냉매는 메인 팽창밸브(41,51)와 보조 팽창밸브(96)를 통과하면서 팽창된다. 그리고 냉방운전 시 실외 열교환기(70,80,90)을 통과한 냉매는 체크밸브(43,53)를 통과하고, 실내팽창밸브(121)에서 팽창된다. 다른 예로, 냉방운전 시 실외 열교환기(70,80,90)을 통과한 냉매는 완전히 개방된 팽창밸브(41,51,96)들을 통과할 수 있다.
기액분리기(14)는 실외 열교환기(70,80,90) 또는 실내 열교환기(120)에서 증발된 냉매가 사방밸브(30)를 통해 유입된다. 따라서 기액분리기(14)는 대략 0~5도 정도의 온도를 유지하며, 외부로 냉열이 방열될 수 있다. 기액분리기(14)의 표면온도는 냉방운전 시 실외 열교환기(70,80,90)에서 응축된 냉매의 온도보다 낮다. 기액분리기(14)는 길이방향으로 긴 원통형상으로 이루어질 수 있다.
실시예의 공기조화기는 냉방운전과 난방운전 시 냉매유로가 가변되어서 난방 운전시 냉매와 공기의 열교환을 줄이고 냉방 운전시 냉매와 공기의 열교환을 늘여 효율을 극대화하도록 실외 열교환기(70,80,90)가 복수 개의 열교환부를 포함한다.
또한, 실시예의 공기조화기는 핫가스 배관(110)을 통과한 냉매는 복수개의 열교환부 중 어느 하나로 유동하면서 서리 예방운전이 수행되고, 착상 예방운전을 수행한 냉매는 실외팽창기구를 통과하며 팽창되고 복수개의 열교환부 중 다른 하나로 유동하면서 증발되어 난방운전이 수행되는 것을 특징으로 한다.
이하에서는, 난방운전과 냉방운전에서 냉매패스가 가변되고, 착상 예방운전이 가능한 배관과 실외 열교환기(70,80,90)의 구조에 대해 상술하도록 한다.
복수의 열교환부는 냉매의 일부 또는 전부가 선택적으로 유동되는 메인 열교환부와, 보조 열교환부(90)를 포함한다. 메인 열교환부와 보조 열교환부(90)는 적어도 하나 이상을 포함하고, 그 개수에는 제한이 없다. 다만, 실시예에서는 2개의 메인 열교환부와 1개의 보조 열교환부(90)를 가지는 것을 기준으로 한다.
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메인 열교환부와 보조 열교환부(90)는 내부를 흐르는 냉매와 외부의 공기가 열교환되는 장치이다. 열교환부들은 예를 들면, 냉매가 유동하는 복수의 냉매튜브와 복수의 전열핀으로 구성되어 냉매와 공기가 열교환 된다.
메인 열교환부는 제1열교환부(70)와 제2열교환부(80)를 포함한다. 메인 열교환부는 냉방운전 시 응축기로 작용되고 난방운전 시 증발기로 작용되고, 냉매가 통과하면서 주위 공기와 열교환된다.
보조 열교환부(90)는 착상 예방운전 시 핫가스 배관(110)을 통과한 냉매가 유동된다. 보조 열교환부(90)는 냉방운전 시 응축기로 작용되고 난방운전 시 증발기로 작용되고, 착상 예방운전 시 응축기로 작용된다. 보조 열교환부(90)를 통과한 냉매는 착상 예방운전 시, 메인 열교환부로 유동되어 메인 열교환부에서 증발된다.
보조 열교환부(90)는 보조 열교환부(90)에서의 증발온도를 상승시켜 착상을 방지한다. 또한, 보조 열교환부(90)는 메인 열교환부로 유동되는 외부공기의 상대습도를 낮추어 메인 열교환부의 착상을 방지할 수 있다. 메인 열교환부와 보조 열교환부(90)의 상세한 배치는 후술한다.
난방운전 시 실외 열교환기로 유입되는 냉매는 메인 분배관과 보조 분배관(95)에 의해 분배된다.
메인 분배관은 난방운전 시 실내 열교환기(120)에서 응축된 냉매를 메인 열교환부로 안내한다. 메인 분배관은 제1분배관(76), 제2분배관(77)을 포함한다.
보조 분배관(95)은 난방운전 시 실내 열교환기(120)에서 응축된 냉매를 보조 열교환부(90)로 안내한다.
제1분배관(76)은 난방운전 시 실내 열교환기(120)에서 응축된 냉매를 제1열교환부(70)로 안내한다. 제1분배관(76)은 실내 열교환기(120) 및 제1열교환부(70)와 연결된다.
제2분배관(77)은 난방운전 시 실내 열교환기(120)에서 응축된 냉매를 제2열교환부(80)로 안내한다. 제2분배관(77)은 제1분배관(76), 실내 열교환기(120), 제2열교환부(80)와 연결된다. 즉, 제1분배관(76)과 제2분배관(77)은 난방운전 시, 실내 열교환기(120)로부터 유동된 냉매를 제1열교환부(70)와 제2열교환부(80)로 분배한다.
보조 분배관(95)은 난방운전 시 실내 열교환기(120)에서 응축된 냉매를 보조 열교환부(90)로 안내한다. 보조 분배관(95)은 제2분배관(77), 제1분배관(76), 실내 열교환기(120), 보조 열교환부(90)와 연결된다. 즉, 제1분배관(76), 제2분배관(77) 및 보조 분배관(95)은 난방운전 시, 실내 열교환기(120)로부터 유동된 냉매를 메인 열교환부의 제1열교환부(70)와 제2열교환부(80) 및 보조 열교환부(90)로 분배한다.
또한, 보조 분배관(95)은 핫가스 배관(110)과 연결되어, 착상 예방운전 시에 압축기(11,13)에서 압축된 고온 고압의 냉매를 보조 열교환부(90)에 공급할 수 있다.
바람직하게는, 난방운전 시 실내 열교환기(120)에서 토출되는 냉매를 안내하는 실내기 배관(122)을 더 포함하고, 메인 분배관은 실내기 배관(122)에서 분지되고, 보조 분배관(95)은 메인 분배관과 실내 열교환기(120) 사이의 실내기 배관(122)에서 분지된다.
제1분배관(76), 제2분배관(77) 및 보조 분배관(95)을 통과한 냉매는 실외팽창기구에 의해 그 냉매의 경로가 조절된다. 실외팽창기구는 메인 분배관에 배치되어 개도를 조절하는 메인 팽창밸브와, 보조 분배관(95)에 배치되어 개도를 조절하는 보조 팽창밸브(96)를 포함한다.
메인 팽창밸브는 제1분배관(76)에 배치되어 개도를 조절하는 제1팽창밸브(41)와, 제2분배관(77)에 배치되어 개도를 조절하는 제2팽창밸브(51)를 포함한다.
제1팽창밸브(41)는 제1열교환부(70)와 연결되어서, 실내 열교환기(120)에서 유입되는 냉매를 팽창시키고, 제1열교환부(70)에서 유입되는 냉매는 통과시킨다. 물론, 제1분배관(76)에는 제1열교환부(70)에서 실내 열교환기(120)로 유동되는 냉매를 통과시키고, 실내 열교환기(120)에서 제1열교환부(70)로 유동되는 냉매는 유동을 제한하는 제1체크밸브(43)가 배치된다.
제2팽창밸브(51)는 제2열교환부(80)와 연결되어서, 실내 열교환기(120)에서 유입되는 냉매를 팽창시키고, 제2열교환부(80)에서 유입되는 냉매는 통과시킨다. 물론, 제2분배관(77)에는 제2열교환부(80)에서 실내 열교환기(120)로 유동되는 냉매를 통과시키고, 실내 열교환기(120)에서 제2열교환부(80)로 유동되는 냉매는 유동을 제한하는 제2체크밸브(53)가 배치된다.
보조 팽창밸브(96)는 보조 열교환부(90)와 연결되어서, 실내 열교환기(120)에서 유입되는 냉매를 팽창시키고, 보조 열교환부(90)에서 유입되는 냉매는 통과시키거나 차단시킨다.
제1팽창밸브(41), 제2팽창밸브(51) 및 보조 팽창밸브(96)는 전자팽창밸브로 구성된다.
난방운전 시 메인 열교환부와 보조 열교환부(90)에서 유출되는 냉매는 메인 헤더파이프와 보조 헤더파이프(91)를 통해 압축기(11,13)로 회수된다. 냉방운전 시, 압축기(11,13)에서 토출된 냉매는 메인 헤더파이프를 통해 제1열교환부(70) 및 제2열교환부(80)로 유입된다.
메인 헤더파이프는 난방운전 시, 메인 열교환부를 통과한 냉매를 압축기(11,13)로 안내한다. 메인 헤더파이프는 제1헤더파이프(71) 및 제2헤더파이프(72)를 포함한다.
제1헤더파이프(71)는 난방운전 시, 제1열교환부(70)를 통과한 냉매를 압축기(11,13)로 안내하고, 냉방운전 시, 압축기(11,13)를 통과한 냉매를 제1열교환부(70)로 안내한다. 제1헤더파이프(71)는 제1열교환부(70) 및 압축기(11,13)와 연결된다.
또한, 제1헤더파이프(71)는 사방밸브(30) 및 제2헤더파이프(72)와 연결된다. 따라서, 제1헤더파이프(71)는 난방운전 시, 제2열교환부(80) 및 제2헤더파이프(72)를 통과한 냉매를 압축기(11,13)로 안내한다. 제1헤더파이프(71)는 난방운전 시 압축기(11,13)의 유입배관(17)과 연결되고, 냉방운전 시 압축기(11,13)의 토출배관(18)과 연결된다. 제1열교환부(70)의 일측은 제1분배관(76)과 연결되고, 타측은 제1헤더파이프(71)와 연결된다.
제2헤더파이프(72)는 냉방운전 시, 제1열교환부(70)를 통과한 냉매를 제2열교환부(80)로 안내하고, 난방운전 시, 제2열교환부(80)를 통과한 냉매를 압축기(11,13)로 안내한다. 제2헤더파이프(72)는 제2열교환부(80) 및 압축기(11,13)와 연결된다. 또한, 제2헤더파이프(72)는 사방밸브(30) 및 제1헤더파이프(71)와 연결된다. 따라서, 난방운전 시, 제2헤더파이프(72)를 통과한 냉매는 제1헤더파이프(71)로 유입되어 압축기(11,13)로 회수된다.
보조 헤더파이프(91)는 난방운전 시, 보조 열교환부(90)를 통과한 냉매를 압축기(11,13)로 안내한다. 보조 헤더파이프(91)는 보조 열교환부(90) 및 압축기(11,13)와 연결된다. 또한, 보조 헤더 파이프는 사방밸브(30) 및 제1헤더파이프(71)와 연결된다. 따라서, 난방운전 시, 보조 헤더파이프(91)를 통과한 냉매는 제1헤더파이프(71)로 유입되어 압축기(11,13)로 회수된다.
보조 헤더파이프(91)에는 헤더 단속밸브(92)가 배치되어 냉매의 흐름을 단속한다. 구체적으로, 헤더 단속밸브(92)는 난방운전 시 개방되어 보조 열교환부(90)를 통과한 냉매를 압축기(11,13)로 안내한다. 헤더 단속밸브(92)는 냉방운전 시 폐쇄되어 압축기(11,13)에서 토출된 냉매가 보조 열교환부(90)로 공급되는 것을 제한한다. 따라서, 냉방운전 시에 실외 열교환기의 효율을 향상시킨다. 헤더 단속밸브(92)는 착상 예방운전 폐쇄되어 보조 열교환부(90)를 통과한 냉매를 메인 열교환부로 안내한다.
또한, 실시예는 냉매가 냉방운전 시, 메인 열교환부를 직렬로 통과하고, 난방운전 시 메인 열교환부를 병렬로 통과하기 위해, 바이패스 배관(74), 제1단속밸브(75), 헤더 체크밸브(73)를 더 포함한다.
바이패스 배관(74)은 제1분배관(76)에 연결되어 냉매를 제2헤더파이프(72)로 안내한다. 바이패스 배관(74)은 제1열교환부(70)를 통과한 냉매를 제2헤더파이프(72)로 안내한다. 바이패스 배관(74)은 제1분배관(76)과 제1팽창밸브(41) 사이에서 분지되어 제2헤더파이프(72)와 연결된다.
제1바이패스 배관(74)에는 개폐되어 냉매의 흐름을 조절하는 제1단속밸브(75)가 배치된다. 제1단속밸브(75)는 개방되어 제1분배관으로부터 제2헤더파이프(72)로 냉매가 유동하도록 하고, 폐쇄되어 제2헤더파이프(72)로부터 제1분배관(76)으로 냉매가 유동하는 것을 차단할 수 있다. 제1단속밸브(75)는 냉방운전 시 개방되고, 난방운전과 제상운전 시 폐쇄된다.
헤더 체크밸브(73)는 냉방운전 시 제1헤더파이프(71)로부터 제2헤더파이프(72)로 냉매가 유입되는 것을 방지하고, 난방운전 시 제2헤더파이프(72)로부터 제1헤더파이프(71)로 냉매가 유입되는 것을 허용한다.
헤더 체크밸브(73)는 제2헤더파이프(72)에 배치된다. 구체적으로, 헤더 체크밸브(73)는 제2헤더파이프(72)에서 바이패스 배관(74)이 연결되는 지점과 제1헤더파이프(71)가 연결되는 지점 사이에 위치된다.
핫가스 배관(110)은 압축기(11,13)에서 압축된 냉매의 일부가 유동한다. 구체적으로 서리 예방운전 시 압축기(11,13)에서 압축된 고온고압의 냉매의 일부는 핫가스 배관(110)을 통과하여 실외 열교환기(70,80,90)의 열교환부들로 유입되어 열교환부들을 제상한다.
핫가스 배관(110)은 착상 예방운전 시 압축기(11,13)에서 토출된 고온 고압의 냉매를 보조 열교환부(90)로 안내한다. 핫가스 배관(110)은 보조 열교환부(90)와 연결된다. 구체적으로, 핫가스 배관(110)은 보조 분배관(95)과 연결된다. 핫가스 배관(110)은 실내 열교환기(120)와 사방밸브(30)의 사이에서 분지되어 제1헤더파이프(71)와 연결될 수도 있지만, 실시예에서 핫가스 배관(110)은 압축기(11,13)와 토출측과 사방밸브(30)의 사이에서 분지되어 제1헤더파이프(71)와 연결된다. 즉, 핫가스 배관(110)의 일측은 보조 분배관(95)에 연결되고, 타측은 압축기(11,13)의 토출배관(18)에 연결된다. 따라서, 압축기(11,13)에서 압축된 냉매가 사방밸브(30)를 통과한 후 핫가스 배관(110)으로 유동하는 경우에 비해서 냉매의 압력 손실을 줄일 수 있다.
더욱 구체적으로, 핫가스 배관(110)은 일측은 보조 팽창밸브(96)와 보조 열교환부(90) 사이의 보조 분배관(95)에 연결된다. 따라서, 보조 팽창밸브(96)는 착상 예방운전 시, 폐쇄되어 압축기(11,13)에서 압축된 고온 고압의 냉매가 난방운전 중인 메인 열교환부로 유동되는 것을 방지한다.
핫가스 배관(110)에는 개폐되어 냉매의 흐름을 조절하는 핫가스 단속밸브(111)가 배치된다. 핫가스 단속밸브(111)는 개폐되어 핫가스 배관(110)을 유동하는 냉매의 흐름을 단속한다. 구체적으로, 핫가스 단속밸브(111)는 착상 예방운전 시 개방되어 압축기(11,13)에서 압축된 냉매를 보조 열교환부(90)로 안내하고, 난방운전 및 냉방운전 시 폐쇄된다. 핫가스 단속밸브(111)는 솔레노이드 밸브 또는 전자팽창밸브를 포함할 수 있다.
그리고, 실시예는 착상 예방운전 시, 보조 열교환부(90)를 통과한 냉매를 메인 열교환부로 안내하는 보조 연결관(93)을 더 포함한다. 보조 연결관(93)을 통과한 냉매는 메인 팽창밸브에서 팽창되어서, 메인 열교환부로 유동된다.
구체적으로, 보조 연결관(93)의 보조 헤더파이프(91) 및 실내기 배관(122)과 연결된다.
보조 연결관(93)에는 개폐되어 냉매의 흐름을 조절하는 보조 단속밸브(96)가 배치된다. 보조 단속밸브(96)는 개폐되어 보조 연결관(93)을 유동하는 냉매의 흐름을 단속한다. 구체적으로, 보조 단속밸브(96)는 착상 예방운전 시 개방되어 보조 열교환부(90)를 통과한 냉매를 메인 열교환부로 안내하고, 난방운전 및 냉방운전 시 폐쇄된다. 보조 단속밸브(96)는 솔레노이드 밸브 또는 전자팽창밸브를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 복수개의 열교환부 중 일부는 착상 예방운전을 수행하고, 나머지는 난방운전을 수행하게 된다. 착상 예방운전을 수행하면서도 실내에 난방된 공기를 계속 공급할 수 있다.
한편, 보조 열교환부(90)에는 보조 열교환부 온도센서(90a)가 설치되어 보조 열교환부(90) 에서 인접한 주변의 외기온도를 측정한다. 그리고 실외 열교환기(70,80,90)에는 추가적인 온도센서(100)가 구비되어 각 실외 열교환기(70,80,90)로 유입되는 냉매의 온도나 실외공기의 온도를 측정할 수 있다. 그리고 제상여부를 판단하기 위해서는 실외 열교환기(70,80,90)를 통과한 실외공기의 온도를 측정할 수 있다.
실외 열교환기(70,80,90)는 실외공기를 각 실외 열교환기(70,80,90)로 송풍하는 송풍기(350)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 압축기(11,13)의 냉매 유입측의 냉매의 압력을 측정하여 착상 예방운전을 수행하여야 되는지 판단을 한다. 따라서 본 실시예의 기액분리기(14)에는 압축기(11,13)의 흡입측의 냉매의 압력을 측정하기 위한 압력센서(15)가 설치된다. 한편, 압력센서(15)는 기액분리기(14)와 압축기(11,13)(13,15)의 사이에 설치될 수도 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 보조 열교환부(90)와 메인 열교환부의 배치를 설명한다.
실외기에는 메인 열교환부, 보조 열교환부(90), 송풍기(350) 및 압축기(11,13)가 배치된다. 실외기는 외부공기가 흡입되는 흡입부(311)와, 흡입된 공기가 토출되는 토출부(312)를 포함하고, 외부공기가 통과하는 공기유로(313)를 정의하는 하우징(310)을 포함한다.
하우징(310)은 내부가 비어있는 직육면체의 형태로 마련되며, 전방단부에 공기가 흡입되는 흡입부(311)가 형성되고, 후방단부에 흡입된 공기가 토출되는 토출부(312)가 형성된다. 여기서, 흡입부(311)는 전방단부와 인접한 측면에도 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 하우징(310)은 내부에 공기유로(313)를 정의하는 다양한 형상을 가진다. 흡입부(311)는 공기유로(313)의 입구를 형성하고, 토출부(312)는 공기유로(313)의 출구를 형성한다.
하우징(310)의 내부는 소정의 격벽(316)에 의해 복수의 열교환부와 송풍기(350)(30)가 설치되는 공기유로(313)와 압축기(11,13)가 설치되는 기계실(319)로 분리 구획된다.
본 실시예에서는 공기유로(313)와 기계실(319)이 격벽(316)에 의해 분리 구획된 것에 대해 설명하고 있으나, 필요에 따라 분리 구획되지 않을 수도 있다.
공기유로(313) 상에는 송풍기(350)가 설치된다. 송풍기(350)는 흡입부(311)에서 토출부(312) 방향으로 흐르는 공기의 유동을 발생시킨다. 송풍기(350)는 축류팬으로 구현될 수 있다.
메인 열교환부는 하우징(310)의 흡입부(311)와 마주보게 배치된다. 메인 열교환부는 공기유로(313) 내에 배치된다. 메인 열교환부는 공기유로(313) 내를 흐르는 외기와 열교환한다.
메인 열교환부는 보조 열교환부(90)를 통과하며 보조 열교환부(90)와 열교환된 실외공기와 열교환되도록 배치된다.
구체적으로, 보조 열교환부(90)는 메인 열교환부와 흡입부(311) 사이에 배치된다. 즉, 보조 열교환부(90)는 메인 열교환부 보다 전방(F)에 배치된다. 구체적으로, 보조 열교환부(90)의 제1열교환부(70) 제2열교환부(80) 순으로 배치된다. 도 2에서 공기가 유입되는 하부방향을 전방(F)으로 정의하고, 전방과 반대방향을 후방(F)으로 정의한다.
보조 열교환부(90)는 공기유로(313) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 송풍기(350)의 축방향에 수직한 단면에서 보아, 보조 열교환부(90)는 공기유로(313)를 차폐하는 면적을 가진다. 또한, 보조 열교환부(90)는 적어도 흡입부(311)와 대응되는 면적을 가진다. 보조 열교환부(90)는 송풍기(350)의 축방향에 수직한 단면에서 보아, 메인 열교환부와 적어도 일부가 중첩되게 배치된다.
따라서, 외부의 공기가 흡입부(311)를 통해 유입되면 보조 열교환부(90)에서 열교환을 마친 뒤 메인 열교환부와 열교환되게 된다. 착상 예방운전 시, 보조 열교환부(90)는 흡입부(311)로 흡입되는 공기의 온도를 상승시켜서 메인 열교환부의 증발온도를 상승시켜서, 메인 열교화부의 착상을 예방하는 장점이 있다. 또한, 보조 열교환부(90)로 고온 고압의 냉매가 유동되므로, 히터 등의 다른 구성 없이 보조 열교환부(90)의 착상을 예방하는 이점이 존재한다.
결과적으로, 외부로부터 흡입되는 공기 속에 포함된 수분은 보조 열교환부(90)를 통해서 착상조건에서 벗어나 메인 열교환부의 착상이 방지될 수 있고, 메인 열교환부의 열교환 효율을 일정하게 담보할 수 있다. 물론, 보조 열교환부(90)의 착상을 방지할 수 있다.
실시예는 실외공기의 노점온도를 측정하는 노점 온도센서(132)와, 메인 열교환부 주변의 온도를 측정하는 메인 열교환부 온도센서(131)를 더 포함할 수 있다.
노점 온도센서(132)는 실외 공기의 노점온도를 측정하여 후술하는 제어부(200)로 출력한다. 노점 온도센서(132)는 실외기의 외부에 설치된다. 구체적으로, 노점 온도센서(132)는 흡입부(311) 주변의 하우징(310)에 설치된다.
메인 열교환부 온도센서(131)는 공기유로(313) 내에서 메인 열교환부 주변의 공기의 온도를 측정한다. 즉, 메인 열교환부 온도센서(131)는 공기유로(313) 내에서 보조 열교환부(90)와 열교환된 후의 공기의 온도를 측정한다. 메인 열교환부 온도센서(131)는 공기유로(313) 내에 설치된다. 구체적으로, 메인 열교환부 온도센서(131)는 보조 열교환부(90)와 메인 열교환부의 사이에 배치된다.
도 5는 본 발명의 제1실시예의 공기조화기의 제어블록도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 참조하면 본 실시예의 공기조화기는 제어부(200)를 더 포함한다. 제어부(200)는 논리판단이 가능한 마이크로 프로세서로 구현될 수 있다.
그리고, 제어부(200)는 상술한 본 실시예의 공기조화기의 착상 예방운전방법에 따라 노점 온도센서(132), 보조 열교환부 온도센서(90a) 및 메인 열교환부 온도센서(131)에서 측정된 온도 값을 비교한다.
그리고, 제어부(200)는 측정된 온도 값들을 비교하여 실외 열교환기(70,80,90)에 착상 예방운전이 필요하다고 판단이 되는 경우, 설명한 본 실시예의 공기조화기의 착상 예방운전방법에 따라 핫가스 단속밸브(111), 보조 팽창밸브(96), 제1팽창밸브(41), 제2팽창밸브(51), 헤더 단속밸브(92), 보조 단속밸브(96) 및 사방밸브(30)를 개폐 또는 절환하는 제어를 한다.
결국 본 실시예에서는 보조 열교환부(90)가 착상 예방운전을 수행하고 메인 열교환부가 난방운전을 수행한다.
제어부(200)는 노점 온도센서(132)와, 보조 열교환부 온도센서(90a)에서 제공된 노점온도와 보조 열교환부(90)의 온도를 바탕으로 핫가스 단속밸브(111)를 제어한다.
예를 들면, 제어부(200)는 난방운전 시에 보조 열교환부(90)의 온도를 노점온도 보다 높게 유지한다. 구체적으로, 제어부(200)는 난방운전 시 보조 열교환부(90) 온도가 노점온도 보다 높은 경우, 핫가스 단속밸브(111)를 폐쇄하고, 난방운전 시 보조 열교환부(90) 온도가 노점온도 보다 낮거나 같은 경우, 핫가스 단속밸브(111)를 개방한다. 또한, 제어부(200)는 난방운전 시 보조 열교환부(90) 온도가 노점온도 보다 높은 경우, 보조 팽창밸브(96)에서 냉매가 팽창되게 제어하고, 난방운전 시 보조 열교환부(90) 온도가 노점온도 보다 낮거나 같은 경우, 보조 팽창밸브(96)를 폐쇄한다. 제어부(200)는 난방운전 시 보조 열교환부(90) 온도가 노점온도 보다 높은 경우, 보조 단속밸브(96)를 폐쇄하고, 난방운전 시 보조 열교환부(90) 온도가 노점온도 보다 낮거나 같은 경우, 보조 단속밸브(96)를 개방한다.
다른 예를 들면, 제어부(200)는 난방운전 시에 및 메인 열교환부 온도센서(131)에서 측정된 제1온도를 노점온도 보다 높게 유지한다. 구체적으로, 제어부(200)는 난방운전 시 제1온도가 노점온도 보다 높은 경우, 핫가스 단속밸브(111)를 폐쇄하고, 난방운전 시 제1온도가 노점온도 보다 낮거나 같은 경우, 핫가스 단속밸브(111)를 개방한다.
이하, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 공기조화기의 각각의 운전상태 별로 냉매의 흐름을 설명한다.
도 1을 참조하여 본 실시예의 공기조화기의 난방운전 시 냉매의 흐름을 설명한다.
난방운전 시 냉매는 압축기(11,13)에서 압축되어 사방밸브(30)로 유동한다. 이때, 헤더 단속밸브(92)는 보조 열교환부(90)로부터 유입된 냉매를 제1헤더파이프(71)로 안내한다. 핫가스 단속밸브(111)는 폐쇄되어 압축기(11,13)에 압축된 냉매가 보조 열교환부(90)로 유입되는 것이 제한된다. 사방밸브(30)은 실외 열교환기(70,80,90)에서 증발된 냉매를 압축기(11,13)측으로 유동시키고, 압축기(11,13)에서 압축된 냉매를 실내 열교환기(120)로 유동시킨다.
실내 열교환기(120)를 통과한 냉매는 실내팽창밸브(121)를 통과하고, 제1팽창밸브(41), 제2팽창밸브(51) 및 보조 팽창밸브(96)를 통과하면서 팽창이 된다. 그리고 제1팽창밸브(41)를 통과한 냉매는 제1열교환부(70)로 유입되어 송풍기(350)에 의해서 송풍된 실외공기와 열교환을 하면서 증발이 된다. 그리고, 제2팽창밸브(51)를 통과한 냉매는 제2열교환부(80)로 유입되어 송풍기(350)에 의해서 송풍된 실외공기와 열교환을 하면서 증발을 하게 된다. 보조 팽창밸브(96)를 통과한 냉매는 보조 열교환부(90)로 유입되어 송풍기(350)에 의해서 송풍된 실외공기와 열교환을 하면서 증발을 하게 된다.
제1열교환부(70)를 통과한 냉매는 제1헤더파이프(71)로 유동되고, 제2열교환부(80)를 통과한 냉매는 제2헤더파이프(72)로 유동된다. 보조 열교환부(90)를 통과한 냉매는 보조 헤더파이프(91)를 거쳐 제1헤더파이프(71)로 유동된다. 제1열교환부(70), 제2열교환부(80) 및 보조 열교환부(90)를 통과한 냉매는 다시 압축기(11,13)로 유입된다.
도 3 제1실시예의 공기조화기의 착상 예방운전 시 냉매 흐름을 나타내는 구성도이다.
도 3을 참조하여, 본 실시예의 공기조화기의 착상 예방운전 시의 냉매의 흐름을 설명한다.
본 실시예에서의 공기조화기는 보조 열교환부(90)가 착상 예방운전을 수행하는 경우 메인 열교환부는 난방운전이 수행된다. 따라서, 압축기(11,13)에서 압축된 냉매는 사방밸브(30) 및 핫가스 배관(110)으로 유동된다. 핫가스 단속밸브(111)는 개방되어 핫가스 배관(110)을 통과한 냉매를 보조 열교환부(90)로 안내한다.
보조 팽창밸브(96)는 폐쇄되어 핫가스 배관(110)을 통해 공급된 고온 고압의 냉매가 메인 열교환부로 유동되는 것을 제한한다. 제1 및 제2 팽창밸브(51)는 실내 열교환기(120)에서 응축된 냉매를 팽창시킨다.
핫가스 배관(110)을 통과하여 보조 열교환부(90)로 열교환된 냉매는 보조 열교환부(90)에서 응축되어서 보조 열교환부(90)의 착상을 예방하고, 메인 열교환부로 공급되는 외기를 가열한다. 보조 열교환부(90)를 통과한 냉매는 보조 연결관(93)으로 유동된다. 이 때, 헤더 단속밸브(92)는 폐쇄되고, 보조 단속밸브(96)는 개방된다. 보조 연결관(93)으로 유동된 냉매는 제1분배관(76)과 제2분배관(77)으로 유동되고, 제1팽창밸브(41)와 제2팽창밸브(51)에서 팽창되어 메인 열교환부로 유동된다. 메인 열교환부를 통과한 냉매는 제1헤더파이프(71)를 통과하여 압축기(11,13)로 회수된다.
바이패스 배관(74)의 제1 단속밸브(75)는 폐쇄된다.
도 4는 본 발명에 따른 공기조화기의 냉방운전 시 냉매의 흐름을 나타내는 구성도이다. 이하, 도 4를 참조하여 본 실시예의 공기조화기의 냉방운전 시 냉매의 흐름을 설명한다.
냉방운전 시, 냉매는 압축기(11,13)에서 압축되어 사방밸브(30)로 유동한다. 이때, 핫가스 단속밸브(111)는 압축기(11,13)에서 압축된 냉매가 보조 열교환부(90)로 유입되는 것을 제한한다.
압축기(11,13)에서 압축된 냉매의 전부는 사방밸브(30)로 유동을 하게 된다. 그리고 사방밸브(30)를 통과한 냉매는 제1열교환부(70) 및 제2열교환부(80)로 유입되어 송풍기(350)에서 송풍되는 실외공기와 열교환을 하면서 응축이 된다.
이 때, 바이패스 배관(74)에 배치된 제1단속밸브(75)는 개방된다. 그리고, 헤더 단속밸브(92)와, 보조 팽창밸브(96)는 폐쇄된다.
그리고 제1열교환부(70) 및 제2열교환부(80)를 통과한 냉매는 실내팽창밸브(121)에서 팽창이 된다. 그리고 실내 열교환기(120)를 통과하면서 증발이 된다. 이때 실내 열교환기(120)를 통과하면서 냉매와 열교환에 의해 온도가 상승한 실내공기는 실내를 난방하게 된다. 그리고 실내 열교환기(120)를 통과한 냉매는 사방밸브(30) 및 기액분리기(14)를 통과하여 다시 압축기(11,13)로 유입된다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 실외기의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제2실시예에 따른 실외기는 제1실시예와 비교하면, 보조 열교환부(90)의 배치에 차이점이 존재한다. 이하, 제1실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
보조 열교환부(90)는 흡입부(311)의 외부에 배치되어서, 흡입부(311)로 유입되는 외기를 가열할 수 있다. 보조 열교환부(90)는 흡입부(311)의 적어도 일부를 차폐하도록 하우징(310)에 설치된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 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. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
11,13: 압축기 14: 기액분리기
15: 압력센서 16: 오일분리기
30: 사방밸브 40: 제1실외팽창기구
70: 제1열교환부 80: 제2열교환부
90: 보조 열교환부

Claims (20)

  1. 냉매를 압축시키는 압축기;
    상기 압축기에서 압축된 냉매의 일부가 유동하는 핫가스 배관;
    상기 압축기에서 압축된 냉매가 유동하면서 실내공기와 열교환되는 실내 열교환기;
    상기 실내 열교환기에서 열교환된 냉매가 팽창되는 실외팽창기구;
    냉방운전 시 응축기로 작용되고 난방운전 시 증발기로 작용되고, 냉매가 통과하면서 실외공기가 열교환되는 실외 열교환기: 및
    상기 압축기에서 압축된 냉매의 나머지가 유동되어 상기 압축기에서 토출된 냉매를 냉방운전 시 상기 실외 열교환기로 안내하고, 난방운전 시 상기 실내 열교환기로 안내하는 사방밸브;를 포함하고,
    상기 실외 열교환기는,
    냉방운전 시 응축기로 작용되고 난방운전 시 증발기로 작용되는 메인 열교환부와,
    착상 예방운전 시 상기 핫가스 배관을 통과한 냉매가 유동되는 보조 열교환부를 포함하고,
    상기 메인 열교환부는 상기 보조 열교환부를 통과하며 상기 보조 열교환부와 열교환된 실외공기와 열교환되고,
    상기 보조 열교환부는 상기 메인 열교환부로 유동되는 외부공기의 상대습도를 낮추어 상기 메인 열교환부의 착상을 방지하며,
    외부공기가 흡입되는 흡입부와, 흡입된 공기가 토출되는 토출부를 포함하고 외부공기가 통과하는 공기유로를 정의하는 하우징을 더 포함하고,
    상기 메인 열교환부 및 상기 보조 열교환부는 상기 하우징의 공기유로 내에 배치되며,
    상기 보조 열교환부는 상기 메인 열교환기와 상기 흡입부 사이에 배치되고,
    상기 메인 열교환부와 상기 보조 열교환부는 중첩되게 배치되는 공기조화기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 핫가스 배관은 상기 보조 열교환부와 연결되고,
    상기 핫가스 배관에 배치되며 개폐되어 냉매의 흐름을 조절하는 핫가스 단속밸브를 더 포함하는 공기조화기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 보조 열교환부는,
    냉방운전 시 응축기로 작용되고, 난방운전 시 증발기로 작용되고, 착상 예방운전 시 응축기로 작용되는 공기조화기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    착상 예방운전 시, 상기 보조 열교환부를 통과한 냉매는 상기 메인 열교환부로 유동되어 상기 메인 열교환부에서 증발되는 공기조화기.
  5. 청구항 2에 있어서,
    난방운전 시 상기 실내 열교환기에서 응축된 냉매를 상기 메인 열교환부로 안내하는 메인 분배관과,
    난방운전 시 상기 실내 열교환기에서 응축된 냉매를 상기 보조 열교환부로 안내하는 보조 분배관을 더 포함하고,
    상기 실외팽창기구는,
    상기 메인 분배관에 배치되어 개도를 조절하는 메인 팽창밸브와,
    상기 보조 분배관에 배치되어 개도를 조절하는 보조 팽창밸브를 포함하는 공기 조화기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 핫가스 배관은 상기 사방밸브와 상기 압축기 사이에서 분지되는 공기조화기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 핫가스 배관은 상기 보조 분배관과 연결되는 공기조화기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 착상 예방운전 시, 상기 보조 열교환부를 통과한 냉매를 상기 메인 열교환부로 안내하는 보조 연결관을 더 포함하는 공기조화기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    난방운전 시, 상기 메인 열교환부를 통과한 냉매를 상기 압축기로 안내하는 메인 헤더파이프와,
    난방운전 시, 상기 보조 열교환부를 통과한 냉매를 상기 압축기로 안내하고, 상기 메인 헤더파이프와 연결된 보조 헤더파이프와,
    상기 보조 헤더파이프에 배치되어 냉매의 흐름을 단속하는 헤더 단속밸브를 더 포함하는 공기조화기.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 청구항 9에에 있어서,
    상기 보조 열교환부는 상기 흡입부의 외부에서 상기 흡입부의 적어도 일부를 차폐하는 공기조화기.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 흡입부에서 상기 토출부 방향으로 흐르는 공기의 유동을 발생시키는 송풍기를 더 포함하는 공기조화기.
  14. 삭제
  15. 청구항 13에 있어서,
    실외공기의 노점온도를 측정하는 노점 온도센서와,
    상기 보조 열교환부와 열교환된 공기의 온도를 측정하는 보조 열교환부 온도센서와,
    상기 노점 온도센서와, 보조 열교환부 온도센서에서 제공된 노점온도와 보조 열교환부의 온도를 바탕으로 상기 핫가스 단속밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 공기조화기.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제어부는 난방운전 시에 상기 보조 열교환부의 온도를 상기 노점온도 보다 높게 유지하는 공기조화기.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 제어부는,
    난방운전 시 상기 보조 열교환부의 온도가 상기 노점온도 보다 높은 경우, 상기 핫가스 단속밸브를 폐쇄하고,
    난방운전 시 상기 보조 열교환부 온도가 상기 노점온도 보다 낮거나 같은 경우, 상기 핫가스 단속밸브를 개방하는 공기조화기.
  18. 청구항 17에 있어서,
    난방운전 시 상기 실내 열교환기에서 응축된 냉매를 상기 메인 열교환부로 안내하는 메인 분배관과,
    난방운전 시 상기 실내 열교환기에서 응축된 냉매를 상기 보조 열교환부로 안내하는 보조 분배관을 더 포함하고,
    상기 실외팽창기구는,
    상기 메인 분배관에 배치되어 개도를 조절하는 메인 팽창밸브와,
    상기 보조 분배관에 배치되어 개도를 조절하는 보조 팽창밸브를 포함하고,
    상기 제어부는,
    난방운전 시 상기 보조 열교환부 온도가 상기 노점온도 보다 높은 경우, 상기 보조 팽창밸브에서 냉매가 팽창되게 제어하고,
    난방운전 시 상기 보조 열교환부 온도가 상기 노점온도 보다 낮거나 같은 경우, 상기 보조 팽창밸브를 폐쇄하는 공기조화기.
  19. 청구항 18에 있어서,
    착상 예방운전 시, 상기 보조 열교환부를 통과한 냉매를 상기 메인 열교환부로 안내하는 보조 연결관과,
    상기 보조 연결관에 배치되어 냉매의 흐름을 단속하는 보조 단속밸브를 더 포함하는 공기조화기.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제어부는
    난방운전 시 상기 보조 열교환부 온도가 상기 노점온도 보다 높은 경우, 상기 보조 단속밸브를 폐쇄하고,
    난방운전 시 상기 보조 열교환부 온도가 상기 노점온도 보다 낮거나 같은 경우, 상기 보조 단속밸브를 개방하는 공기조화기.
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