KR102106003B1 - An air conditioner - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 다단 압축을 위한 복수개의 압축부가 구비되는 압축기; 냉매와 실내 공기의 열 교환을 수행하는 실내 열교환기; 냉매와 실외 공기의 열 교환을 수행하는 실외 열교환기; 상기 실내 열교환기와 상기 실외 열교환기 사이에서 냉매를 수용하는 냉매분리장치를 포함하며, 상기 냉매분리장치는, 내부 공간이 형성되는 외부케이스; 상기 외부케이스의 내주면에 접하도록 위치하는 분리커넥터; 상기 외부케이스와 이격되도록 상기 분리커넥터의 하부에 결합되는 내부케이스; 및 상기 내부케이스의 상부 및 하부를 관통하는 튜브채널을 포함하고, 상기 튜브채널로 유동하는 냉매와 상기 내부케이스의 내부로 유입되는 냉매가 열 교환을 이루는 것을 특징으로 한다.Air conditioner according to an embodiment of the present invention, a compressor having a plurality of compression units for multi-stage compression; An indoor heat exchanger that performs heat exchange between refrigerant and indoor air; An outdoor heat exchanger that performs heat exchange between refrigerant and outdoor air; And a refrigerant separation device accommodating refrigerant between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger, wherein the refrigerant separation device comprises: an outer case in which an internal space is formed; A separating connector positioned to contact the inner circumferential surface of the outer case; An inner case coupled to a lower portion of the separation connector so as to be spaced apart from the outer case; And tube channels penetrating the upper and lower portions of the inner case, wherein the refrigerant flowing into the tube channel and the refrigerant flowing into the inner case form heat exchange.
Description
본 발명은 공기조화기에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner.
공기조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉매 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다. The air conditioner is a device for maintaining the air in a predetermined space in the most suitable state according to the purpose and purpose. In general, the air conditioner includes a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator, and a refrigerant cycle that performs compression, condensation, expansion, and evaporation processes of the refrigerant is driven to cool or heat the predetermined space. .
상기 소정공간은 상기 공기조화기는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다. 반면에, 상기 공기조화기가 자동차에 배치되는 경우, 상기 소정 공간은 사람이 탑승하는 탑승 공간일 수 있다.The predetermined space may be variously suggested according to a place where the air conditioner is used. For example, when the air conditioner is disposed in a home or office, the predetermined space may be an indoor space in a house or building. On the other hand, when the air conditioner is disposed in a vehicle, the predetermined space may be a boarding space for people to board.
한편, 공기조화기는 냉방 모드 또는 난방 모드로 전환 가능하게 작동될 수 있다. 상기 공기조화기가 냉방모드로 운전되는 경우, 상기 실외 열교환기는 응축기, 상기 실내 열교환기는 증발기로 기능한다. 반면에, 상기 공기조화기가 난방모드로 운전되는 경우, 상기 실외 열교환기는 증발기, 상기 실내 열교환기는 응축기로서 기능한다. 냉방운전 또는 난방운전의 전환이 가능하도록, 상기 공기조화기에는 냉매의 유동방향을 조절하는 유동조절 밸브가 구비될 수 있다.Meanwhile, the air conditioner may be operated to be switched to a cooling mode or a heating mode. When the air conditioner is operated in a cooling mode, the outdoor heat exchanger functions as a condenser and the indoor heat exchanger functions as an evaporator. On the other hand, when the air conditioner is operated in a heating mode, the outdoor heat exchanger functions as an evaporator and the indoor heat exchanger functions as a condenser. In order to switch between cooling operation and heating operation, the air conditioner may be provided with a flow control valve that controls the flow direction of the refrigerant.
공기조화기에는, 상기 압축기의 입구측에 배치되어 상기 증발기를 통과한 냉매 중 기상 냉매를 분리하고 상기 기상 냉매가 상기 압축기로 유입되도록 하는 어큐뮬레이터가 포함된다. 그리고, 상기 공기조화기에는, 응축된 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 저장하는 리시버가 더 포함된다. The air conditioner includes an accumulator disposed on an inlet side of the compressor to separate a gaseous refrigerant among refrigerants passing through the evaporator and allowing the gaseous refrigerant to flow into the compressor. In addition, the air conditioner further includes a receiver that stores at least a part of the condensed refrigerant.
또한, 상기 공기조화기에는 응축기와 팽창장치 사이에 내부 열교환기가 더 포함된다. 상기 내부 열교환기는, 응축된 냉매의 과냉각을 이루는 기능을 수행할 수 있으며, 압축기로 바로 인젝션하는 기상 냉매를 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 보다 상세히, 상기 내부 열교환기는 열교환이 이루어지므로 기상 냉매가 발생할 수 있고, 상기 기상 냉매는 공기조화기의 운전 부하에 따라 압축기로 곧장 유입될 수 있다. In addition, the air conditioner further includes an internal heat exchanger between the condenser and the expansion device. The internal heat exchanger may perform a function of achieving supercooling of the condensed refrigerant, and may perform a function of providing a gaseous refrigerant injected directly into a compressor. In more detail, since the internal heat exchanger is heat-exchanged, gaseous refrigerant may be generated, and the gaseous refrigerant may be directly introduced into the compressor according to an operating load of the air conditioner.
한편, 상기 공기조화기는 냉난방의 성능을 향상 및 효율적인 내부공간 활용을 위하여 응축된 냉매로부터 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액 분리기 내부에 상기 내부 열교환기를 구비할 수 있다.Meanwhile, the air conditioner may include the internal heat exchanger inside a gas-liquid separator that separates the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant from the condensed refrigerant in order to improve the performance of cooling and heating and utilize the efficient interior space.
이와 관련된 선행문헌 정보는 아래와 같다.Prior literature information related to this is as follows.
[선행문헌 정보][Preliminary literature information]
1. 공개번호(공개일): 10-2013-0026674 (2013년 3월 14일)1.Public number (public date): 10-2013-0026674 (March 14, 2013)
2. 발명의 명칭: 공기조화기2. Name of invention: Air conditioner
그러나, 상기 선행문헌에는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the prior literature has the following problems.
첫째, 응축된 냉매가 기액 분리장치로 유입된 경우, 냉매의 유입량에 따라 기상 냉매와 액상 냉매가 분리되는 상 분리 효율이 다소 떨어지는 단점이 있다. 즉, 상 분리를 효율적으로 수행하기 어려운 문제가 있다. First, when the condensed refrigerant flows into the gas-liquid separator, the phase separation efficiency of separating the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant according to the inflow amount of the refrigerant is slightly reduced. That is, there is a problem that it is difficult to efficiently perform phase separation.
둘째, 기액 분리장치로 도입되는 냉매의 양과 액상 냉매의 비율에 따라 내부 열교환기의 열 교환 편차가 커지는 단점이 있으며, 결국, 열 교환 성능이 상대적으로 떨어지는 문제가 있다. Second, according to the ratio of the amount of refrigerant introduced into the gas-liquid separator and the liquid refrigerant, the heat exchange deviation of the internal heat exchanger increases, and as a result, there is a problem that heat exchange performance is relatively inferior.
셋째, 냉방 운전, 난방 운전, 냉방 부분 부하 운전, 부하의 변동을 발생하는 운전 등 공기조화기의 운전 모드에 따라 사이클을 순환하는 냉매량을 조절하기 어려운 단점이 있다. 일반적으로 냉방 운전과 난방 운전에 따른 냉매 봉입량의 차이를 조절하기 위해 리시버가 구비되나 종래 공기조화기에는 리시버에 냉매를 저장할 수 있는 용량이 상기 리시버의 체적에 제한되며, 운전 모드에 따라 냉매 저장량을 조절할 수 없다. 이에 의하면, 운전 모드에 따라 사이클을 순환하는 냉매량이 가변되어야 하는데 상기 리시버의 제한된 용량으로 인하여 각각의 운전 모드에 따른 최적의 냉난방 효율을 달성할 수 없는 단점이 있다.Third, there is a disadvantage in that it is difficult to control the amount of refrigerant circulating through the cycle according to the operation mode of the air conditioner, such as cooling operation, heating operation, cooling partial load operation, and operation that causes fluctuation of load. In general, a receiver is provided to control the difference in the amount of refrigerant encapsulation according to the cooling operation and the heating operation, but in the conventional air conditioner, the capacity to store the refrigerant in the receiver is limited to the volume of the receiver, and the amount of refrigerant stored according to the operation mode Cannot be adjusted. According to this, the amount of refrigerant circulating through the cycle must be varied according to the operation mode. However, due to the limited capacity of the receiver, there is a disadvantage in that optimum cooling and heating efficiency according to each operation mode cannot be achieved.
넷째, 압축기의 부하가 증가하여 상기 압축기로 주입되는 기상 냉매의 양을 증가시키기 위한 경우, 다수의 내부 열교환기가 추가적으로 구비되어야 하는 문제가 있다. 이와 같은 경우, 제품이 대형화되어 설치 또는 성능 면에서 문제가 발생할 수 있다. 일례로, 다수의 실내기가 구비되는 멀티형 공기조화기에서는 사이클을 순환하는 냉매량과 압축기에 요구되는 냉매 주입량의 조절 범위가 더욱 확대될 수 있다. 이를 위해, 다수의 내부 열교환기가 별도로 구비된다면 실외기의 크기가 커져 설치공간 확보의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 냉난방 효율도 상대적으로 떨어지는 문제가 있다.Fourth, in order to increase the amount of gaseous refrigerant injected into the compressor by increasing the load of the compressor, there is a problem that a plurality of internal heat exchangers must be additionally provided. In this case, the product may be large in size, which may cause problems in terms of installation or performance. For example, in a multi-type air conditioner equipped with a plurality of indoor units, the control range of the amount of refrigerant circulating in the cycle and the amount of refrigerant injected in the compressor may be further expanded. To this end, if a plurality of internal heat exchangers are separately provided, the size of the outdoor unit may be increased, which may cause a problem of securing an installation space. In addition, there is a problem that the cooling and heating efficiency is also relatively low.
다섯째, 종래 공기조화기에서 사용되는 지구 온난화 지수(Global Warming Potential, GWP)가 높은 냉매(R-410a, R-134a)는, 국제적인 규제에 따라 상기 지구 온난화 지수가 낮은 냉매(R-32)로 대체되어야 한다. Fifth, refrigerants (R-410a, R-134a) with high global warming potential (GWP) used in conventional air conditioners are refrigerants with low global warming index (R-32) according to international regulations. Should be replaced.
그러나, 상기 지구 온난화 지수(GWP)가 낮은 냉매(R-32)를 선행문헌에 개시되는 공기조화기에 사용한다면, 압축기의 토출 온도가 허용 온도(약 150°C)를 초과해버리는 문제가 발생한다. 또한, 압축기 구동에 따른 소비전력이 매우 증가되는 문제가 있다.However, if the refrigerant (R-32) having a low global warming index (GWP) is used in the air conditioner disclosed in the prior art, a problem occurs in that the discharge temperature of the compressor exceeds the allowable temperature (about 150 ° C). . In addition, there is a problem in that the power consumption by driving the compressor is very increased.
본 발명의 목적은, 종래 리시버 및 내부 열교환기를 구조적으로 통합하여 냉방 및 난방 성능을 향상시키고 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an air conditioner that structurally integrates a conventional receiver and an internal heat exchanger to improve cooling and heating performance and efficiently utilize the internal space.
본 발명의 다른 목적은, 다단 압축부를 구비한 압축기에 효율적으로 냉매를 주입(Injection)할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide an air conditioner capable of efficiently injecting refrigerant into a compressor having a multi-stage compression unit.
본 발명의 또 다른 목적은, 응축기를 통과한 냉매의 상 분리가 효과적으로 수행 또는 촉진되도록 구조적으로 개선된 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a structurally improved air conditioner such that phase separation of the refrigerant passing through the condenser is effectively performed or promoted.
본 발명의 또 다른 목적은, 압축기로 냉매를 효율적으로 주입하기 위하여 내부 열교환기의 열 교환 성능을 향상시키는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an air conditioner that improves the heat exchange performance of an internal heat exchanger to efficiently inject refrigerant into a compressor.
본 발명의 또 다른 목적은, 공기조화기의 운전 모드에 따라 냉매 사이클을 순환하는 냉매량이 용이하고 효율적으로 조절될 수 있으며, 상기 냉매량의 가변 범위도 증가시킬 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an air conditioner capable of easily and efficiently adjusting the amount of refrigerant circulating through the refrigerant cycle according to the operation mode of the air conditioner, and also increasing the variable range of the amount of refrigerant. do.
본 발명의 또 다른 목적은, 압축기 부하의 증가에 따라 상기 압축기로 주입되는 냉매량이 증가되는 경우 추가적인 내부 열교환기를 구비해야하는 문제를 해결할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide an air conditioner that can solve the problem of having an additional internal heat exchanger when the amount of refrigerant injected into the compressor increases as the compressor load increases.
본 발명의 또 다른 목적은, 지구 온난화 지수(GWP)가 낮은 냉매를 사용하는 경우 압축기의 소비전력 증가를 최소화하고 압축기의 토출 온도를 허용 온도 이내로 감소시킬 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an air conditioner capable of minimizing the increase in power consumption of the compressor and reducing the discharge temperature of the compressor within an allowable temperature when a refrigerant having a low global warming index (GWP) is used. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매 사이클을 형성하는 압축기, 실외 열교환기, 실내 열교환기 및 팽창장치와, 상기 실내 열교환기 또는 실외 열교환기를 통과한 냉매를 도입하여 상 분리와 열 교환을 수행하는 냉매분리장치를 포함한다. In order to achieve the above object, the air conditioner according to an embodiment of the present invention, a compressor forming an refrigerant cycle, an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger and an expansion device, and a refrigerant passing through the indoor heat exchanger or the outdoor heat exchanger It includes a refrigerant separation device for performing phase separation and heat exchange by introducing a.
상기 냉매분리장치는, 도입된 냉매를 저장할 수 있도록 밀폐된 내부 공간을 형성하는 외부케이스, 상기 외부케이스에 수용되는 내부케이스 및 상부가 상기 외부케이스의 내주면에 접하며, 하부가 상기 내부케이스에 결합되는 분리커넥터가 포함된다. The refrigerant separation device, the outer case to form a closed inner space to store the introduced refrigerant, the inner case and the upper portion accommodated in the outer case are in contact with the inner circumferential surface of the outer case, the lower portion is coupled to the inner case A separate connector is included.
상기 분리 커넥터 및 내부케이스에 의하여, 상기 외부케이스의 내부 공간은 상측의 상분리 공간과 하측의 열교환 공간 및 내부 열교환 공간을 규정할 수 있다. 따라서, 종래의 리시버 및 내부 열교환기가 구조적으로 통합됨으로써 부하에 따른 냉방 및 난방 성능을 보다 향상시킬 수 있으며, 내부 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. By the separation connector and the inner case, the inner space of the outer case may define an upper phase separation space, a lower heat exchange space, and an inner heat exchange space. Therefore, the conventional receiver and the internal heat exchanger can be structurally integrated to further improve cooling and heating performance according to the load, and efficiently utilize the internal space.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 상기 냉매분리장치로 도입되는 냉매의 최초(1차) 상 분리를 위한 사전분리부를 더 포함할 수 있다. 이에 의하면, 난방 운전에서 상기 냉매분리장치로 도입되는 냉매는 상기 사전분리부에 의해 1차적으로 기상 냉매와 액상 냉매로 분리된 후에 외부케이스의 상분리 공간으로 유입되어 재차(2차) 기상 냉매와 액상 냉매의 분리가 이루어지기 때문에 상 분리가 보다 용이하게 수행될 수 있으며, 상 분리 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, the air conditioner according to an embodiment of the present invention may further include a pre-separation unit for first (primary) phase separation of the refrigerant introduced into the refrigerant separation device. According to this, the refrigerant introduced into the refrigerant separation device in the heating operation is firstly separated into a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant by the pre-separation unit, and then introduced into the phase separation space of the outer case again (secondary) gaseous refrigerant and liquid phase Since the refrigerant is separated, phase separation can be more easily performed, and phase separation efficiency can be improved.
또한, 상기 사전분리부는 상기 외부케이스를 관통하여 연결되는 상부 연결관 및 상기 상부 연결관의 하방에 위치하는 하부 연결관을 포함하며, 상기 상부 연결관 및 하부 연결관은 관통 방향으로부터 절곡되어 내부의 냉매에 원심력이 형성되도록 가이드하는 절곡관을 포함한다. 이에 의하면, 상기 절곡관 내부의 냉매는 관성에 의해 원 운동을 할 수 있기 때문에, 상기 절곡관으로부터 토출되는 냉매는 상분리 공간에서 사이클론 유로를 형성할 수 있다. In addition, the pre-separation part includes an upper connection pipe connected to the outer case and a lower connection pipe located below the upper connection pipe, and the upper connection pipe and the lower connection pipe are bent from a through direction to form an internal It includes a bent tube that guides the refrigerant to form a centrifugal force. According to this, since the refrigerant inside the bent pipe can perform circular motion due to inertia, the refrigerant discharged from the bent pipe can form a cyclone flow path in the phase separation space.
또한, 상기 외부케이스는 원통 형상을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 절곡관으로부터 토출되는 냉매는 상기 외부케이스 내주면의 물리적인 가이드를 따라 상기 사이클론 유로를 용이하게 형성할 수 있다.In addition, the outer case may include a cylindrical shape. Therefore, the refrigerant discharged from the bent tube can easily form the cyclone flow path along the physical guide of the inner peripheral surface of the outer case.
또한, 상기 상부 연결관 및 하부 연결관은 상기 외부케이스 내부에 상하 방향으로 이격되어 위치하기 때문에 듀얼(dual) 사이클론 유로를 형성할 수 있다. 따라서, 기상 냉매와 액상 냉매가 효과적으로 분리될 수 있다.In addition, since the upper connection pipe and the lower connection pipe are spaced apart in the vertical direction inside the outer case, a dual cyclone flow path may be formed. Therefore, the gas phase refrigerant and the liquid phase refrigerant can be effectively separated.
또한, 상기 사전분리부는, 상부 연결관에 설치되는 상부냉매밸브 및 하부 연결관에 설치되는 하부냉매밸브를 더 포함한다. 그리고 냉방 운전이 수행되는 경우, 공기조화기의 제어부는 상기 상부냉매밸브를 열고 상기 하부냉매밸브를 닫도록 제어할 수 있다. 즉, 상기 외부케이스의 내부 공간(상분리 공간 및 열교환 공간)에 냉매가 최대로 저장되도록 할 수 있다. 이에 의하면, 본 발명의 냉매분리장치의 내부 공간을 모두 사용할 수 있으므로 냉매의 저장용량이 종래 리시버의 체적에 제한된 경우보다 증대될 수 있다. 따라서, 냉방 효율을 최대한 상승시킬 수 있는 최적의 냉매량이 사이클을 순환할 수 있다.In addition, the pre-separation unit further includes an upper refrigerant valve installed in the upper connection pipe and a lower refrigerant valve installed in the lower connection pipe. And when the cooling operation is performed, the controller of the air conditioner may be controlled to open the upper refrigerant valve and close the lower refrigerant valve. That is, the refrigerant may be stored in the interior space (phase separation space and heat exchange space) of the outer case to the maximum. According to this, since all of the internal space of the refrigerant separation device of the present invention can be used, the storage capacity of the refrigerant can be increased than when the volume of the conventional receiver is limited. Therefore, the optimal amount of refrigerant that can increase the cooling efficiency as much as possible can cycle through the cycle.
또한, 냉방 부분 부하 운전이 수행되는 경우, 사이클을 순환하는 냉매량이 냉방 운전의 경우보다 증가해야 하므로, 상기 제어부는 상기 하부냉매밸브를 열고 상기 상부냉매밸브를 닫도록 제어할 수 있다. 즉, 운전 모드에 따라 사이클을 순환하는 냉매량이 최적이 되도록 할 수 있으므로 냉난방 효율을 향상시킬 수 있다. In addition, when the cooling partial load operation is performed, since the amount of refrigerant circulating in the cycle must be increased than in the case of the cooling operation, the controller may control to open the lower refrigerant valve and close the upper refrigerant valve. That is, since the amount of refrigerant circulating through the cycle can be optimized according to the operation mode, it is possible to improve heating and cooling efficiency.
또한, 상기 분리커넥터는 상방을 향하여 직경이 증가되도록 연장되는 콘(cone)형상을 포함할 수 있다. 그리고 상기 분리커넥터의 상단부는 상기 외부케이스의 일 단면이 형성하는 내경과 동일하게 형성할 수 있다. 이에 의하면, 하방으로 유동하는 냉매의 유속은 빨라지므로 상 분리가 촉진되며, 더욱 효과적으로 수행될 수 있다.In addition, the separation connector may include a cone shape extending to increase the diameter toward the upper side. In addition, the upper end portion of the separation connector may be formed to be the same as the inner diameter formed by one cross section of the outer case. According to this, since the flow rate of the refrigerant flowing downward becomes faster, phase separation is promoted and can be performed more effectively.
또한, 상기 냉매분리장치는, 내부케이스의 외면을 따라 권취(wrap)되도록 구비되는 열교환튜브를 더 포함한다. 그리고 상기 열교환튜브는 나선(spiral) 형상으로 형성할 수 있다. 이에 의하면, 상기 열교환튜브로 유입되는 냉매와 상기 내부케이스를 통과하여 상기 열교환 공간에 유입된 냉매간의 열 전달 능력을 향상시킬 수 있다.In addition, the refrigerant separation device further includes a heat exchange tube provided to be wrapped along an outer surface of the inner case. In addition, the heat exchange tube may be formed in a spiral shape. According to this, it is possible to improve the heat transfer ability between the refrigerant flowing into the heat exchange tube and the refrigerant passing through the inner case and flowing into the heat exchange space.
또한, 상기 내부케이스는 밀폐된 내부 공간, 즉, 내부 열교환 공간을 형성하기 위해 상부구획판 및 하부구획판을 포함할 수 있다. In addition, the inner case may include an upper compartment plate and a lower compartment plate to form a closed internal space, that is, an internal heat exchange space.
또한, 상기 냉매분리장치는, 내부케이스를 관통하는 채널튜브를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 채널튜브는 내부케이스의 상부구획판의 상측에서 하부구획판의 하측으로 연장될 수 있다. 이에 의하면, 상분리 공간과 열교환 공간이 냉매가 유동할 수 있도록 연결될 수 있다.In addition, the refrigerant separation device may further include a channel tube passing through the inner case. Further, the channel tube may extend from an upper side of the upper compartment plate of the inner case to a lower side of the lower compartment plate. According to this, the phase separation space and the heat exchange space can be connected to allow the refrigerant to flow.
또한, 상기 냉매분리장치는, 채널튜브를 통해 내부케이스의 하측으로 토출되는 액상 냉매 중 일부가 분지되어 상기 내부케이스의 내부 공간, 즉, 내부 열교환 공간으로 유입될 수 있다. 이에 의하면, 상기 내부 열교환 공간에서는 채널튜브를 유동하는 냉매와 상기 내부 열교환 공간으로 차오르는 냉매간의 열 교환이 수행되며, 상대적으로 중간압의 기상 냉매가 분리되어 압축기로 주입될 수 있다. In addition, the refrigerant separation device, a part of the liquid refrigerant discharged to the lower side of the inner case through the channel tube may be branched into the inner space of the inner case, that is, the inner heat exchange space. According to this, in the internal heat exchange space, heat exchange between the refrigerant flowing through the channel tube and the refrigerant rising into the internal heat exchange space is performed, and a relatively medium pressure gaseous refrigerant can be separated and injected into the compressor.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 고압의 분리된 기상 냉매를 압축기로 가이드하는 제 1 인젝션유로, 저압의 분리된 기상 냉매를 압축기로 가이드하는 제 2 인젝션유로 및 중간압의 분리된 기상 냉매를 압축기로 가이드하는 제 3 인젝션유로를 더 포함한다. 이에 의하면, 압축기의 부하가 증가하는 경우 분리된 기상 냉매를 압축기로 3단 주입(Triple Injection)시킬 수 있으므로, 압축기의 작동 범위를 향상시킬 수 있고 냉난방 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the air conditioner according to the embodiment of the present invention, the first injection flow path for guiding the separated gaseous refrigerant of high pressure to the compressor, the second injection flow path for guiding the separated gaseous refrigerant of low pressure to the compressor and the separation of the intermediate pressure A third injection flow path for guiding the gaseous refrigerant to the compressor is further included. According to this, when the load of the compressor increases, the separated gaseous refrigerant can be injected into the compressor in three stages, thereby improving the operating range of the compressor and improving heating and cooling performance.
또한, 상기 냉매분리장치는, 상기 외부케이스의 상부에 형성되어 상기 제 1 인젝션유로가 연결되는 제 1 포트, 실외 연결유로가 연결되는 실외포트, 상기 실외포트의 하방에 위치하는 분리포트, 상기 열교환튜브의 유입부로 정의되는 바이패스 포트, 상기 열교환튜브의 유출부로 정의되며 상기 제 2 인젝션유로가 연결되는 제 2 포트, 상기 분리포트와 내부배관에 의해 연결되는 내부포트 및 상기 내부케이스로부터 외부케이스의 외부로 연장되는 제 3 포트를 더 포함할 수 있다.In addition, the refrigerant separation device is formed on the upper portion of the outer case, the first port to which the first injection channel is connected, the outdoor port to which the outdoor connection channel is connected, the separation port located below the outdoor port, the heat exchange Bypass port defined as the inlet of the tube, a second port defined as the outlet of the heat exchange tube and the second injection flow path connected, the inner port connected by the separation port and the inner pipe, and the outer case from the inner case A third port extending outwardly may be further included.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 상기 제 1 인젝션유로에 설치되는 제 1 인젝션 밸브, 상기 실외 연결유로로부터 분지되어 상기 바이패스 포트로 연장되는 바이패스 유로 및 상기 바이패스 유로에 설치되는 제 2 인젝션 밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, the air conditioner according to an embodiment of the present invention is installed in the first injection valve installed in the first injection flow path, the bypass flow path branched from the outdoor connection flow path and extended to the bypass port, and the bypass flow path It may further include a second injection valve.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 내부포트와 분기포트를 연결하는 내부배관 및 상기 내부배관에 설치되는 제 3 인젝션밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, the air conditioner according to an embodiment of the present invention may further include an inner pipe connecting the inner port and the branch port and a third injection valve installed in the inner pipe.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 제 1 인젝션유로에 설치되는 제 1 감지센서, 상기 실외포트와 상기 바이패스유로 사이의 실외 연결유로에 설치되는 제 2 감지센서 및 제 3 인젝션유로에 설치되는 제 3 감지센서를 더 포함할 수 있다. 그리고 제어부는 상기 제 1 감지센서 내지 상기 제 3 감지센서의 감지 결과를 기초로 상기 제 1 인젝션밸브 내지 상기 제 3 인젝션밸브의 개도를 제어하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 상기 제 1 인젝션밸브, 제 2 인젝션밸브 및 제 3 인젝션밸브 중 적어도 어느 하나를 제어함으로써 압축기의 부하 증가를 감소시킬 수 있다. 또한, 냉매가 적정 조건에 부합되지 않는 기상 냉매로 판단되면 밸브를 닫아 기상 냉매와 함께 액상 냉매가 압축기로 도입되어 발생할 수 있는 액 압축 문제를 예방할 수 있다.In addition, the air conditioner according to an embodiment of the present invention, the first detection sensor installed in the first injection flow path, the second detection sensor and the third injection flow path installed in the outdoor connection flow path between the outdoor port and the bypass flow path It may further include a third detection sensor installed on. In addition, the control unit controls the opening degree of the first injection valve to the third injection valve based on the detection results of the first detection sensor to the third detection sensor. According to this, it is possible to reduce the load increase of the compressor by controlling at least one of the first injection valve, the second injection valve and the third injection valve. In addition, when it is determined that the refrigerant is a gaseous refrigerant that does not meet the appropriate conditions, the liquid compression refrigerant may be introduced into the compressor together with the gaseous refrigerant by closing the valve to prevent a liquid compression problem.
본 발명에 따르면, 사전분리부에 의하여 냉매의 상 분리가 용이하게 이뤄지므로 상 분리 효율이 향상되는 장점이 있다. 이에 의하면, 부하가 증가하여 많은 냉매를 필요로 하는 압축기에 냉매분리장치로부터 인젝션되는 냉매의 양이 상대적으로 증가되므로 전체적인 냉난방 성능을 향상시킬 수 있다. 결국, 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the phase separation efficiency of the refrigerant is easily achieved by the pre-separation unit, thereby improving the phase separation efficiency. According to this, since the amount of refrigerant injected from the refrigerant separation device is relatively increased in a compressor requiring a large amount of refrigerant due to an increase in load, it is possible to improve the overall cooling and heating performance. After all, there is an effect that can improve the reliability of the product.
본 발명에 따르면, 내부 케이스를 둘러싸도록 구비되는 열교환튜브 및 상기 열교환튜브의 나선 형상에 의해 냉매분리장치 내에서 냉매 간의 열 교환 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 의하면, 냉매분리장치로부터 증발기를 향하여 토출되는 냉매는 과냉각될 수 있으며, 냉매 간의 열 교환에 의해 분리된 기상 냉매는 상대적으로 증가된 양으로 압축기에 인젝션되므로 공기조화기의 냉난방 성능을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the heat exchange efficiency between the refrigerants in the refrigerant separation device can be improved by the heat exchange tube provided to surround the inner case and the spiral shape of the heat exchange tube. According to this, the refrigerant discharged from the refrigerant separation device toward the evaporator may be supercooled, and the gaseous refrigerant separated by heat exchange between refrigerants is injected into the compressor in a relatively increased amount, thereby improving the air conditioning and heating performance of the air conditioner. have.
본 발명에 따르면, 상부 및 하부냉매밸브의 제어를 통해 운전 모드에 따라 냉매분리장치에 저장되는 냉매량을 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다. 이에 의하면, 공기조화기의 운전 모드에 따른 냉매량 대비 최적의 냉난방 효율을 달성할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, there is an advantage in that the amount of refrigerant stored in the refrigerant separation device can be easily adjusted according to the operation mode through control of the upper and lower refrigerant valves. According to this, there is an advantage in that it is possible to achieve optimal cooling and heating efficiency compared to the amount of refrigerant according to the operation mode of the air conditioner.
본 발명에 따르면, 다단의 압축부를 포함하는 압축기의 부하가 증가하는 경우, 냉매분리장치에 의해 고압, 중간압, 저압의 기상 냉매를 상기 압축기로 제공하는 3단 주입(Triple Injection)을 수행할 수 있으므로, 상기 압축기의 작동 범위가 확대되는 장점이 있다. According to the present invention, when the load of the compressor including the multi-stage compression unit increases, it is possible to perform triple injection to provide the high-pressure, medium-pressure, and low-pressure gaseous refrigerant to the compressor by a refrigerant separation device. Therefore, there is an advantage that the operating range of the compressor is expanded.
본 발명에 따르면, 추가적인 내부 열교환기를 구비하지 않아도 압축기 부하의 증가에 따른 냉매의 주입량을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 결국, 성능을 증가시키면서도 제품의 소형화를 실현할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an advantage that can improve the injection amount of the refrigerant according to the increase in the compressor load without having an additional internal heat exchanger. As a result, there is an effect that a product can be miniaturized while increasing performance.
본 발명에 따르면, 지구 온난화 지수(GWP)가 낮은 냉매(R-32)를 사용하여도, 압축기에 냉매를 3단으로 주입(Triple Injection)할 수 있으므로, 소비 전력의 증가를 최소화할 수 있으며. 압축기의 토출 온도를 허용 온도 이내로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, even when a refrigerant (R-32) having a low global warming index (GWP) is used, since refrigerant can be injected into a compressor in three stages, an increase in power consumption can be minimized. There is an advantage that the discharge temperature of the compressor can be reduced to within an allowable temperature.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 개략적인 구성을 보여주는 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에 구비되는 냉매분리장치의 종단면도
도 3은 도 1의 A-A’ 횡단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에 구비되는 냉매분리장치의 일부 구성을 보여주는 단면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에 구비되는 냉매분리장치의 일부 구성을 보여주는 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에 구비되는 냉매분리장치의 열교환튜브 형상을 예시적으로 보여주는 도면
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 난방 운전 및 부분 부하 운전에 따른 냉매 유동을 보여주는 도면
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 냉방 운전 및 부분 부하 운전에 따른 냉매 유동을 보여주는 도면
도 12는 냉매 사이클을 순환하는 냉매량 대비 공기조화기의 운전 모드에 따른 효율을 보여주는 그래프
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 냉매 사이클을 보여주는 P-H선도1 is a view showing a schematic configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention
2 is a longitudinal sectional view of a refrigerant separation device provided in an air conditioner according to an embodiment of the present invention
3 is a cross-sectional view taken along line A-A 'in FIG. 1;
Figure 4 is a cross-sectional view showing a part of the refrigerant separation device provided in the air conditioner according to an embodiment of the present invention
5 is a view showing a partial configuration of a refrigerant separation device provided in an air conditioner according to an embodiment of the present invention
6 is a view showing an exemplary heat exchange tube shape of the refrigerant separation device provided in the air conditioner according to an embodiment of the present invention
7 to 9 are views showing the refrigerant flow according to the heating operation and the partial load operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention
10 and 11 are views showing the refrigerant flow according to the cooling operation and the partial load operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention
12 is a graph showing the efficiency according to the operation mode of the air conditioner compared to the amount of refrigerant circulating through the refrigerant cycle
13 is a PH diagram showing a refrigerant cycle of an air conditioner according to an embodiment of the present invention
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. Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing embodiments of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known configurations or functions interfere with understanding of the embodiments of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
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. In addition, in describing the components of the embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to the other component, but another component between each component It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다. 1 is a view showing a schematic configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매 사이클을 형성하기 위해 냉매를 압축하는 압축기(10), 냉매의 유동 방향을 전환하는 유동전환부(20), 냉매와 실내 공기가 열교환되는 실내 열교환기(30), 냉매와 실외 공기가 열교환되는 실외 열교환기(50), 상기 실내 열교환기(30)와 실외 열교환기(50)의 사이에 위치하여 냉매를 감압하는 팽창장치(41,42) 및 상기 압축기(10)의 흡입 측에 연결되는 어큐뮬레이터(60)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the air conditioner according to an embodiment of the present invention, a
또한, 상기 공기조화기는 운전 모드에 따라 구성의 동작을 제어할 수 있는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 다수의 실내기가 구비되는 멀티형 공기조화기에서 상기 제어부는, 냉방 운전, 난방 운전, 냉방 부분 부하 운전, 난방 부분 부하 운전에 따라 구성을 제어할 수 있다. In addition, the air conditioner may further include a control unit (not shown) that can control the operation of the configuration according to the operation mode. For example, in a multi-type air conditioner equipped with a plurality of indoor units, the control unit may control a configuration according to cooling operation, heating operation, cooling partial load operation, and heating partial load operation.
여기서, 냉방 부분 부하 운전은, 일례로, 상기 다수의 실내기가 냉방 운전을 수행하는 냉방 주 운전 모드에서 일부 실내기가 난방 운전을 수행하도록 제어되어 압축기의 부하가 증가하는 운전 모드로 이해할 수 있다.Here, the cooling partial load operation may be understood as, for example, an operation mode in which some indoor units are controlled to perform heating operation in the cooling main operation mode in which the plurality of indoor units perform the cooling operation, and the load of the compressor increases.
다만, 본 발명의 실시예에서 부분 부하 운전은, 상술한 냉방 주 운전 모드뿐만 아니라 난방 주 운전 모드에서 압축기의 부하가 증가되는 경우도 포함하는 운전 모드로 정의할 수 있다.However, in the embodiment of the present invention, the partial load operation may be defined as an operation mode including a case where the load of the compressor is increased in the heating main operation mode as well as the above-described cooling main operation mode.
또한, 상기 제어부(미도시)는 압축기 부하가 커져서 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 온도가 설정온도에 미치지 못할 경우 후술할 제 1,2 인젝션유로(210,220)을 통해 압축기(10)로 인젝션되는 냉매의 양을 늘리도록 제어할 수 있다. 이에 의하면, 상기 압축기(10)의 부하는 감소하며 냉난방 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the control unit (not shown) is injected into the
상기 압축기(10)는 다단 압축을 할 수 있도록 복수개의 압축부(11,12,13,14)를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 압축기(10)는 4단 압축이 수행되도록 제 1 압축부(11), 제 2 압축부(12), 제 3 압축부(13) 및 제 4 압축부(14)를 포함할 수 있다. 상기 압축기(10)로 유입된 냉매는 제 1 압축부(11), 제 2 압축부(12), 제 3 압축부(13) 및 제 4 압축부(14)를 지나면서 다단으로 압축될 수 있다. The
또한, 상기 압축기(10)는, 상기 제 3 압축부(13)의 토출 측과 상기 제 4 압축부(13)의 흡입 측 사이에 위치하며 후술할 제 1 인젝션유로(210)가 연결되는 고압포트, 상기 제 2 압축부(12)의 토출 측과 상기 제 3 압축부(13)의 흡입 측 사이에 위치하며 후술할 제 2 인젝션유로(220)가 연결되는 저압포트 및 상기 제 1 압축부(11)의 토출 측과 상기 제 2 압축부(12)의 흡입 측 사이에 위치하며 후술할 제 3 인젝션유로(230)가 연결되는 중간압포트를 더 포함할 수 있다.In addition, the
상기 공기조화기는 상기 압축기(10)의 토출 측으로부터 상기 유동전환부(20)로 연장되는 토출유로(16)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 상기 토출유로(16)는 상기 제 3 압축부(13)의 토출 측으로부터 연장되어 상기 유동전환부(20)에 연결될 수 있다. 그리고 상기 압축기(10)로부터 압축된 냉매는 상기 토출유로(16)를 통하여 상기 유동전환부(20)로 유동할 수 있다.The air conditioner may further include a
상기 유동전환부(20)는 사방 밸브(4-way valve)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 유동전환부(20)는 공기조화기의 운전 모드에 따라 냉매의 유동 방향이 전환되도록 제어될 수 있다. 즉, 상기 유동전환부(20)는 압축기(10)로부터 토출된 압축 냉매를 실내 열교환기(30) 또는 실외 열교환기(50)로 유동하도록 가이드할 수 있다.The
상기 공기조화기는 상기 유동전환부(20)로부터 상기 실내 열교환기(30)로 연장되는 제 1 전환유로(31) 및 상기 유동전환부(20)로부터 상기 실외 열교환기(50)로 연장되는 제 2 전환유로(51)를 더 포함할 수 있다.The air conditioner is a first
난방 운전이 수행되는 경우 상기 실내 열교환기(30)가 응축기로 작동하므로, 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매는 상기 유동전환부(20)에 의해 상기 제 1 전환유로(31)로 유입되어 상기 실내 열교환기(30)로 유동할 수 있다. 그리고 냉방 운전이 수행되는 경우 상기 실외 열교환기(50)가 응축기로 작동하므로, 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매는 상기 유동전환부(20)에 의해 상기 제 2 전환유로(51)로 유입되어 상기 실외 열교환기(50)로 유동할 수 있다.When the heating operation is performed, since the
상기 어큐뮬레이터(60)는 증발기에 의해 증발된 냉매를 도입하여 기상 냉매를 분리할 수 있다. 이때, 상기 어큐뮬레이터(60)에 의해 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(10)의 흡입 측으로 제공될 수 있다.The
상기 공기조화기는 상기 유동전환부(20)로부터 상기 어큐뮬레이터(60)로 연장되는 어큠유로(61) 및 상기 어큐뮬레이터(60)로부터 상기 압축기(10)의 흡입 측으로 연장되는 흡입유로(66)를 더 포함할 수 있다.The air conditioner further includes an
상기 어큠유로(61)는, 증발기(실내 열교환기(30) 또는 실외 열교환기(50))를 통과하면서 증발된 냉매가 상기 유동전환부(20)로부터 상기 어큐뮬레이터(60)로 도입되도록 가이드할 수 있다.The
상기 흡입유로(66)는 상기 어큐뮬레이터(60)에서 분리된 기상 냉매가 상기 압축기(10)의 흡입 측으로 유입되도록 가이드할 수 있다. 일례로, 상기 흡입유로(66)는 상기 제 1 압축부(11)의 흡입 측에 연결될 수 있다.The
상기 공기조화기는 응축된 냉매를 도입하여 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 냉매분리장치(100)를 더 포함할 수 있다.The air conditioner may further include a
상기 냉매분리장치(100)는, 앞서 설명한 종래의 리시버 및 종래의 내부 열교환기가 통합된 장치로 이해할 수 있다. 따라서, 상기 냉매분리장치(100)는 냉매 저장 기능, 기상 냉매와 액상 냉매의 상 분리 기능, 액상 냉매의 과냉각 기능 등을 수행할 수 있다. The
상기 냉매분리장치(100)는 일 방향으로 길게 연장되는 외부케이스(110, 도 2 참고)로 외관을 형성할 수 있다. 일례로, 상기 냉매분리장치(100)는 지면에 수직한 방향, 즉, 상하 방향으로 길게 연장될 수 있다.The
상기 냉매분리장치(100)는 상대적으로 고압의 기상 냉매가 토출되는 제 1 포트(101), 상대적으로 저압의 기상 냉매가 토출되는 제 2 포트(102) 및 상대적으로 중간압의 기상 냉매가 토출되는 제 3 포트(107)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 포트(101) 내지 제 3 포트(107)는 상기 냉매분리장치(100)의 내부 공간에 수용된 냉매 중 일부가 외부로 배출되도록 형성할 수 있다.The
상기 냉매분리장치(100)는 후술할 분리커넥터(120)를 기준으로 상부와 하부로 구분할 수 있다. 그리고 상기 냉매분리장치(100)의 내부 공간은 분리커넥터(120)를 기준으로 상측의 상분리 공간(115)과 하측의 열교환 공간(135) 및 내부 열교환 공간(139)으로 구분할 수 있다.The
상기 냉매분리장치(100)로 유입되는 냉매는, 상기 상분리 공간(115), 내부 열교환 공간(139) 및 열교환 공간(130)을 통과하면서 상대적으로 고압의 기상 냉매, 중간압의 기상 냉매, 저압의 기상 냉매로 분리될 수 있다. 그리고 상기 고압의 기상 냉매는 제 1 포트(101)를 통해 후술할 제 1 인젝션유로(210)로 유입되고, 상기 중간압의 기상 냉매는 제 3 포트(107)를 통해 후술할 제 3 인젝션유로(230)로 유입될 수 있으며, 상기 저압의 기상 냉매는 제 2 포트(102)를 통해 후술할 제 2 인젝션유로(220)로 유입될 수 있다. The refrigerant flowing into the
상기 제 1 포트(101)는 상기 냉매분리장치(100)의 상부에 위치할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 포트(101)는 분리된 기상 냉매만이 흡입되도록 상기 냉매분리장치(100)의 상단부에 위치할 수 있다. The
상기 제 2 포트(102)는 상기 냉매분리장치(100)의 하부에 위치할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 포트(102)는 상기 제 1 포트(101)보다 하방에 위치할 수 있다.The
또한, 상기 제 2 포트(102)는 후술할 열교환 튜브(140)의 일 단부와 일체로 형성할 수 있다. 상기 열교환 튜브(140)를 유동하는 냉매는 상기 제 2 포트(102)에 의하여 상기 냉매분리장치(100)의 외부로 배출될 수 있다. 즉, 상기 제 2 포트(102)는 열교환 튜브(140)의 배출부로 이해할 수 있다. In addition, the
상기 제 3 포트(107)는 상기 냉매분리장치(100)의 중간 부분에 위치할 수 있다. 일례로, 상기 제 3 포트(107)는 상기 제 1 포트(101)와 제 2 포트(102)의 사이에 위치할 수 있다. The
상기 제 3 포트(107)는 후술할 내부케이스(130)의 내측 공간인 내부 열교환 공간(139)과 연통되도록 형성할 수 있다. 그리고 상기 내부 열교환 공간(139)에서 열 교환을 통해 발생된 기상 냉매는 상기 제 3 포트(107)에 의해 상기 냉매분리장치(100)의 외부로 배출될 수 있다. 즉, 상기 제 3 포트(107)는 상기 내부 열교환 공간(139)에서 냉매의 출구로 이해할 수 있다.The
따라서, 상기 제 3 포트(107)는 내부케이스(130)의 상부에 위치할 수 있다. 일례로, 상기 제 3 포트(107)는 상기 내부케이스(130)의 상부에서 상기 외부케이스(110)의 외측을 향하여 연장될 수 있다.Therefore, the
상기 냉매분리장치(100)는 바이패스포트(104)를 더 포함할 수 있다. 상기 바이패스포트(104)는 상기 냉매분리장치(100) 외부의 냉매 중 일부가 내부로 유입되도록 형성할 수 있다.The
상기 바이패스포트(104)는 상기 냉매분리장치(100)의 하부에 위치할 수 있다. 일례로, 상기 바이패스포트(104)는 상기 제 2 포트(102)와 대칭을 이루도록 위치할 수 있다. The
상기 바이패스포트(104)는 후술할 열교환 튜브(140)의 타 단부와 일체로 형성할 수 있다. 그리고 상기 바이패스 포트(104)로 도입되는 냉매는 상기 열교환 튜브(140)로 유입될 수 있다. 즉, 상기 바이패스포트(104)는 열교환 튜브(140)의 흡입부로 이해할 수 있다. The
상기 냉매분리장치(100)는 실외포트(103)를 더 포함할 수 있다. 상기 실외포트(103)는 상기 냉매분리장치(100)로 냉매가 유입 또는 배출되도록 형성할 수 있다. The
상기 실외포트(103)는 상기 실외 열교환기(50)와 냉매가 유동할 수 있도록 연결될 수 있다. 보다 상세히, 상기 실외포트(103)는 후술할 실외 연결유로(56)를 통해 상기 실외 열교환기(50)와 연결될 수 있다. 따라서, 상기 실외포트(103)는 상기 냉매분리장치(100) 내부로 냉매를 도입하거나 또는 상기 냉매분리장치(100) 외부로 냉매를 배출할 수 있다.The
상기 실외포트(103)는 상기 냉매분리장치(100)의 중간 부분에 위치할 수 있다. 그리고 상기 실외포트(103)는 상기 냉매분리장치(100)의 내부 공간 중 열교환 공간(135)과 연통되도록 상기 외부케이스(110)에 형성될 수 있다. The
여기서, 상기 열교환 공간(135)은 후술할 분리커넥터(120) 하측에 외부케이스(110)와 내부케이스(130) 사이에 형성된 공간으로 정의할 수 있다. Here, the
난방 운전이 수행되는 경우, 상기 실외포트(103)는 열교환튜브(140)와 열 교환을 이루는 액상 냉매가 도입되므로 상기 열교환튜브(140)의 상단부보다 높은 위치에 형성될 수 있다. 일례로, 상기 실외포트(103)는 제 3 포트(107)보다 상방에 위치할 수 잇다. 또한, 상기 실외포트(103)는 상기 바이패스포트(104)보다 상방에 위치할 수 있다.When the heating operation is performed, the
상기 냉매분리장치(100)는 상기 열교환 공간(135)과 내부 열교환 공간(139)을 연결하기 위한 분리포트(105), 내부포트(106) 및 내부배관을 더 포함할 수 있다.The
상기 분리포트(105)는 상기 냉매분리장치(100)의 하부에 위치할 수 있다. 일례로, 상기 분리포트(105)는 상기 실외포트(103)보다 하방에 위치할 수 있다. The
상기 분리포트(105)는 상기 외부케이스(110)와 내부케이스(130)의 사이 공간인 열교환 공간(135)과 연통되도록 형성할 수 있다.The
상기 내부포트(106)는 상기 냉매분리장치(100)의 하부에 위치할 수 있다. 일례로, 상기 내부포트(106)는 상기 분리포트(105)보다 상방에 위치할 수 있다.The
상기 내부포트(106)는 상기 내부 열교환 공간(139)과 연통되도록 형성할 수 있다. 즉, 상기 내부포트(106)는 내부케이스(130)로부터 외부케이스(110)의 외측으로 연장되도록 형성할 수 있다. The
상기 내부배관은 상기 분리포트(105)와 내부포트(106)를 연결할 수 있다. 일례로, 상기 내부배관의 일 측에는 상기 분리포트(105)가 결합될 수 있고, 상기 내부배관의 타 측에는 상기 내부포트(106)가 결합될 수 있다. 따라서, 상기 내부배관은 상기 열교환 공간(135)과 내부 열교환 공간(139)을 냉매가 유동할 수 있도록 가이드할 수 있다.The inner pipe may connect the
상기 공기조화기는 상기 냉매분리장치(100)의 제 1 포트(101)로부터 상기 압축기(10)로 연장되는 제 1 인젝션유로(210), 상기 냉매분리장치(100)의 제 2 포트(102)로부터 상기 압축기(10)로 연장되는 제 2 인젝션유로(220) 및 상기 냉매분리장치(100)의 제 3 포트(107)로부터 상기 압축기(10)로 연장되는 제 3 인젝션유로(230)를 더 포함할 수 있다.The air conditioner extends from a
상기 제 1 인젝션유로(210)는 상기 냉매분리장치(100)에 의해 분리된 기상 냉매 중 상대적으로 고압을 형성하는 기상 냉매를 상기 제 3 압축부(13)의 토출 측에 유입되도록 가이드할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 인젝션유로(210)는 고압유로라고 이름할 수 있다. 즉, 상기 고압유로는 상기 고압포트에 연결될 수 있다.The
또한, 상기 제 2 인젝션유로(220)는 상기 냉매분리장치(100)에 의해 분리된 기상 냉매 중 상대적으로 저압을 형성하는 기상 냉매를 상기 제 1 압축부(11)의 토출 측에 유입되도록 가이드할 수 있다. 따라서, 상기 제 2 인젝션유로(220)는 저압유로라고 이름할 수 있다. 즉, 상기 저압유로는 상기 저압포트에 연결될 수 있다. In addition, the
또한, 상기 제 3 인젝션유로(230)는 상기 냉매분리장치(100)에 의해 분리된 기상 냉매 중 상대적으로 중간압을 형성하는 기상 냉매를 상기 제 2 압축부(12)의 토출 측에 유입되도록 가이드할 수 있다. 따라서, 상기 제 3 인젝션유로(230)는 중간압유로라고 이름할 수 있다. 즉, 상기 중간압유로는 상기 중간압포트에 연결될 수 있다.In addition, the third
상기 공기조화기는 상기 실내 열교환기(30)로부터 상기 냉매분리장치(100)를 향하여 연장되는 실내 연결유로(36) 및 상기 실외 열교환기(50)로부터 상기 냉매분리장치(100)를 향하여 연장되는 실외 연결유로(56)를 더 포함할 수 있다. The air conditioner extends from the indoor heat exchanger (30) toward the refrigerant separation device (100) to the indoor connection passage (36) and from the outdoor heat exchanger (50) toward the refrigerant separation device (100). A
상기 실내 연결유로(36)는 상기 실내 열교환기(30)의 일 측에서부터 사전분리부(150)로 연장될 수 있다. 보다 상세히, 상기 실내 연결유로(36)는 후술할 가이드관(153)에 냉매가 유동할 수 있도록 결합할 수 있다.The
그리고 상기 실외 연결유로(56)는 상기 실외 열교환기(50)의 일 측에서부터 상기 실외포트(103)로 연장될 수 있다. 보다 상세히, 상기 실외 연결유로(56)는 상기 실외포트(103)에 냉매가 유동할 수 있도록 결합할 수 있다. In addition, the
상기 공기조화기는 상기 실외 연결유로(56)로부터 분기되어 상기 냉매분리장치(100)로 연결되는 바이패스유로(58)를 더 포함할 수 있다.The air conditioner may further include a
상기 바이패스유로(58)는 상기 실외 연결유로(56)의 일 지점에서 냉매가 분지 또는 합지될 수 있도록 분기되어 상기 바이패스포트(104)로 연장될 수 있다. 그리고 상기 바이패스유로(58)는 후술할 제 2 팽창장치(42)와 실외포트(103) 사이에서 분기되도록 형성할 수 있다.The
상기 팽창장치(41,42)는 제 1 팽창장치(41) 및 제 2 팽창장치(42)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 팽창장치(41)는 상기 실내 연결유로(36)에 설치될 수 있다. 그리고 상기 제 2 팽창장치(42)는 상기 실외 연결유로(56)에 설치될 수 있다. The
상기 냉매분리장치(100)로 도입되는 냉매는, 상기 제 1 팽창장치(41) 또는 제 2 팽창장치(43)에 의한 감압을 통해 팽창될 수 있다. 마찬가지로, 상기 냉매분리장치(100)를 통과한 냉매는, 상기 제 1 팽창장치(41) 또는 제 2 팽창장치(43)에 의한 감압을 통해 팽창될 수 있다. 그리고 상기 제어부는 운전 모드에 따라 상기 제 1 팽창장치(41) 또는 제 2 팽창장치(43)의 개도를 조절할 수 있다.The refrigerant introduced into the
상기 공기조화기는 상기 제 1 인젝션유로(210)에 설치되는 제 1 인젝션밸브(215), 상기 바이패스유로(58)에 설치되는 제 2 인젝션밸브(225) 및 상기 내부배관에 설치되는 제 3 인젝션밸브(235)를 더 포함할 수 있다. The air conditioner is a
상기 제 1 인젝션밸브(215), 제 2 인젝션밸브(225) 및 제 3 인젝션밸브(235)는 전자식 팽창밸브(EEV)를 포함할 수 있다.The
상기 제 1 인젝션밸브(215)는 개도 조절을 통해 상기 제 1 인젝션유로(210)로 도입되는 기상 냉매의 양을 조절할 수 있다.The
또한, 상기 제 2 인젝션밸브(225)는 열교환 튜브(140)로 유입되는 냉매의 양을 조절함으로써 결국 제 2 인젝션유로(220)로 유입되는 기상 냉매의 양을 조절할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 제 3 인젝션밸브(235)는 상기 내부케이스(130)의 내측 공간인 내부 열교환 공간(139)로 유입되는 냉매의 양을 조절함으로써 결국 제 3 인젝션유로(230)로 유입되는 기상 냉매의 양을 조절할 수 있다.In addition, the
상기 제어부는 압축기 부하에 따라 상기 제 1 인젝션밸브(215), 제 2 인젝션밸브(225) 및 제 3 인젝션밸브(235) 중 적어도 어느 하나의 개도를 조절하여 압축기(10)로 도입되는 기상 냉매의 양을 조절할 수 있다.The control unit adjusts the opening degree of at least one of the
상기 공기조화기는 상기 제 1 인젝션유로(210)에 설치되는 제 1 감지센서(217), 상기 실외 연결유로(56)에 설치되는 제 2 감지센서(227) 및 상기 제 3 인젝션유로(230)에 설치되는 제 3 감지센서(237)를 더 포함할 수 있다. The air conditioner is connected to the
상기 제 1 감지센서(217)는 상기 제 1 인젝션유로(210)를 유동하는 냉매의 온도, 압력 등의 상태를 감지할 수 있다. The
상기 제 2 감지센서(227)는 상기 실외 연결유로(56)를 유동하는 냉매의 온도, 압력 등의 상태를 감지할 수 있다. 상세히, 상기 제 2 감지센서(227)는 상기 바이패스유로(58)와 상기 실외포트(103) 사이에서 상기 실외 연결유로(56)를 유동하는 냉매의 상태를 감지할 수 있다.The
상기 제 3 감지센서(237)는 상기 제 3 인젝션유로(230)를 유동하는 냉매의 온도, 압력 등의 상태를 감지할 수 있다.The
상기 제어부는 상기 제 1 감지센서(217)로부터 감지된 냉매의 상태를 기초로 상기 제 1 인젝션밸브(215)의 개도를 조절할 수 있다. The control unit may adjust the opening degree of the
또한, 상기 제어부는 상기 제 2 감지센서(227)로부터 감지된 냉매의 상태를 기초로 상기 제 2 인젝션밸브(225)의 개도를 조절할 수 있다. 일례로, 상기 제어부는 상기 제 2 감지센서(227)로부터 감지된 냉매의 정보가 미리 설정된 기준에 못미치는 경우 상기 제 2 인젝션밸브(225)를 폐쇄할 수 있다. In addition, the control unit may adjust the opening degree of the
여기서, 상기 미리 설정된 기준은 실외 연결유로(56)를 유동하는 냉매의 온도, 압력을 포함할 수 있다.Here, the preset criteria may include the temperature and pressure of the refrigerant flowing through the outdoor connection passage (56).
마찬가지로, 상기 제어부는 상기 제 3 감지센서(237)로부터 감지된 냉매의 상태를 기초로 상기 제 3 인젝션밸브(230)의 개도를 조절할 수 있다. 일례로, 상기 제 3 인젝션밸브(235)가 폐쇄되면, 상기 내부 열교환 공간(139)으로 유입되는 냉매가 차단되어 상기 실외포트(103)로 유입되므로 상기 제 3 인젝션유로(230)로 유입되는 중간압의 기상 냉매는 차단될 수 있다.Likewise, the control unit may adjust the opening degree of the
상기 공기조화기는 상기 냉매분리장치(100)에 연결되어 냉매를 가이드하는 사전분리부(150)를 포함할 수 있다.The air conditioner may include a
상기 사전분리부(150)는 상기 실내 연결유로(36)와 상기 냉매분리장치(100) 사이에 위치할 수 있다. 그리고 상기 사전분리부(150)는 상기 실내 연결유로(36)와 상기 냉매분리장치(100) 사이에서 냉매가 유동을 가이드하도록 형성할 수 있다. The
상기 사전분리부(150)는 상기 냉매분리장치(100)의 외측에 냉매가 유입 또는 배출될 수 있도록 결합할 수 있다. 일례로, 상기 사전분리부(150)의 일 측에는 상기 실내 연결유로(36)가 연결될 수 있으며, 상기 사전분리부(150)의 타 측에는 상기 냉매분리장치(100)가 연결될 수 있다. 따라서, 상기 사전분리부(150)는 상기 냉매분리장치(100)로 냉매를 도입하거나 또는 상기 냉매분리장치(100)의 냉매를 외부로 배출할 수 있다.The
난방 운전을 기준으로 상기 사전분리부(150)는, 응축기로 작동하는 실내 열교환기(30)를 통과한 냉매가 상기 냉매분리장치(100)로 도입되기 전에, 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 최초의 상 분리 기능을 수행할 수 있다. Based on the heating operation, the
즉, 난방 운전을 기준으로 상기 사전분리부(150)는, 응축기를 통과한 응축된 냉매가 상기 냉매분리장치(100)로 도입되도록 가이드하는 동시에, 상기 응축된 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 상 분리가 상기 냉매분리장치(100)의 도입 전에 이루어지도록 구비될 수 있다.That is, based on the heating operation, the
그리고 난방 운전을 기준으로 상기 사전분리부(150)는 하나의 냉매 유입구와 두 개의 냉매 토출구가 구비될 수 있다. 일례로, 상기 사전분리부(150)는 ‘Y’자 형상의 관을 포함할 수 있다. And, based on the heating operation, the
상세히, 상기 사전분리부(150)는 상 분리가 수행되는 분지관(151), 상기 분지관(151)에 연결되는 가이드관(153), 상부 연결관(155) 및 하부 연결관(158)을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 사전분리부(150)는 상기 분지관(151)을 기준으로 상기 분지관(151)의 상측에 연결되는 상부 연결관(155), 상기 분지관(151)의 하측에 연결되는 하부 연결관(158) 및 상기 분지관(151)의 중앙부에 연결되는 가이드관(153)으로 구비될 수 있다.In detail, the
상기 분지관(151)은 일 방향으로 길게 연장되는 중공이 형성된 관을 포함할 수 있다. 그리고 난방 운전을 기준으로 상기 분지관(151)은, 상기 가이드관(153)으로부터 도입되는 냉매가 상하 방향으로 분리될 수 있도록 위치할 수 있다. The
상기 분지관(151)은 상기 냉매분리장치(100)와 평행하게 위치할 수 있다. 일례로, 상기 분지관(151)의 장변이 연장되는 방향은 상기 냉매분리장치(100)의 장변이 연장되는 방향과 평행할 수 있다. 그리고, 상기 분지관(151)은 중력의 영향을 받을 수 있도록 지면에 수직한 방향으로 연장될 수 있다. The
상기 가이드관(153)은 상기 분지관(151)의 일 지점에서 냉매가 분지 또는 합지되도록 연장될 수 있다.The
상기 분지관(151)은 상기 가이드관(153)으로부터 두 방향으로 분기되어 연장될 수 있다. 그리고 상기 분지관(151)은 두 방향에서 상기 냉매분리장치(100)의 내부로 삽입되도록 연장될 수 있다.The
상기 가이드관(153)은 상기 실내 연결유로(36)로 연장될 수 있다. 일례로, 상기 가이드관(153)은 상기 분지관(151)의 중앙부와 연결될 수 있다. 즉, 상기 가이드관(153)의 일 단부는 상기 분지관(151)과 연결되며 상기 가이드관(153)의 타 단부는 상기 실내 연결유로(36)가 연결될 수 있다. The
따라서, 난방 운전에서 상기 실내 연결유로(36)을 유동하는 냉매는 상기 가이드관(153)으로 유입될 수 있다. 그리고 냉방 운전에서 상기 가이드관(153)을 유동하는 냉매는 상기 실내 연결유로(36)로 유입될 수 있다. Therefore, the refrigerant flowing through the
상기 상부 연결관(155)은 상기 분지관(151)의 일 측에서부터 상기 냉매분리장치(100)로 연장될 수 있다. 그리고 상기 하부 연결관(158)은 상기 분지관(151)의 타 측에서부터 상기 냉매분리장치(100)로 연장될 수 있다.The
일례로, 상기 상부 연결관(155)은 상기 분지관(151)의 상단부로부터 상기 냉매분리장치(100)를 향하여 수직 방향으로 절곡되도록 연장되어 상기 냉매분리장치(100)에 삽입될 수 있다. 그리고 상기 하부 연결관(158)은 상기 분지관(151)의 하단부로부터 상기 냉매분리장치(100)를 향하여 수직 방향으로 절곡되도록 연장되어 상기 냉매분리장치(100)에 삽입될 수 있다. For example, the
상기 상부 연결관(155)은 상기 하부 연결관(158)보다 상방에 위치할 수 있다. 그리고 상기 상부 연결관(155)과 상기 하부 연결관(157)은 서로 평행하게 연장되어 상기 냉매분리장치(100) 내부로 삽입될 수 있다. 일례로, 상기 상부 연결관(155) 및 하부 연결관(157)은 동일한 형상으로 형성될 수 있다. The
또한, 상기 상부 연결관(155)은 상기 하부 연결관(157)보다 상대적으로 상기 제 1 포트(101)에 가깝도록 위치할 수 있다. In addition, the
상기 사전분리부(150)는 상기 상부 연결관(155)에 설치되는 상부 냉매밸브(156) 및 상기 하부 연결관(158)에 설치되는 하부 냉매밸브(159)를 포함할 수 있다.The
한편, 난방 운전 모드인 경우, 상기 가이드관(153)으로 유입되는 냉매는 상기 분지관(151)에서 상하 방향으로 분지되어 상기 상부 연결관(155) 및 상기 하부 연결관(158)으로 유입될 수 있다. On the other hand, in the heating operation mode, the refrigerant flowing into the
이때, 상기 분지관(151) 내부로 도입되는 냉매는 이상(2-phase) 냉매일 수 있다. 따라서, 상하 방향으로 연장된 상기 분지관(151)의 중심부로 도입된 냉매는, 밀도가 높은 액상 냉매가 중력의 영향에 의해 상방보다는 하방으로 몰리게 되고, 기상 냉매는 상대적으로 상방으로 몰리게 된다. 이에 의하면, 상기 사전분리부(150)는, 상기 냉매분리장치(100)로 냉매가 도입되기 전 1차적인 상 분리를 수행할 수 있다. At this time, the refrigerant introduced into the
즉, 상기 상부 연결관(155)으로 도입되는 냉매의 기상 냉매 비율은 상기 하부 연결관(158)으로 도입되는 냉매의 기상 냉매 비율 보다 클 수 있다. That is, the ratio of the gas phase refrigerant of the refrigerant introduced into the
결국, 상대적으로 기상 냉매 비율이 높은 상부 연결관(155)을 유동하는 냉매는, 상기 하부 연결관(158)을 유동하는 냉매보다 상방에서 상기 냉매분리장치(100)의 내부로 토출되므로, 상기 냉매분리장치(100)의 내부에서 기상 냉매와 액상 냉매가 쉽고 빠르게 상하로 분리될 수 있는 장점이 있다.As a result, the refrigerant flowing in the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에 구비되는 냉매분리장치의 종단면도이고, 도 3은 도 1의 A-A’ 횡단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에 구비되는 냉매분리장치의 일부 구성을 보여주는 단면도이다. 상세히, 도 4는 상기 냉매분리장치(100)의 내부 구성 중 열교환튜브(140)를 생략한 확대 단면도이다.2 is a longitudinal sectional view of a refrigerant separation device provided in an air conditioner according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A 'in FIG. 1, and FIG. 4 is provided in an air conditioner according to an embodiment of the present invention It is a sectional view showing a part of the refrigerant separation device. In detail, FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view in which the
도 2 내지 도 4를 참조하여 상기 냉매분리장치(100)의 구성을 상세히 설명한다. The configuration of the
상기 냉매분리장치(100)는, 내부 공간을 형성하는 외부케이스(110)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 외부케이스(110)는 상기 냉매분리장치(100)의 외관을 형성할 수 있다.The
상기 외부케이스(110)는 내부 공간이 밀폐되도록 원통 형상을 포함할 수 있다. 그리고 상기 외부케이스(110)는 상단부와 하단부를 돔(Dome) 형상으로 형성할 수 있다.The
상기 외부케이스(110)의 상단부에는 상기 제 1 포트(101)가 결합될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 포트(101)는 상기 외부케이스(110)의 최상단 꼭짓점 위치에 결합되어 상기 외부케이스(110) 내부 공간의 냉매 유입을 가이드할 수 있다. 즉, 상기 제 1 포트(101)는 상 분리 공간(115)과 연통되도록 결합될 수 있다. The
상기 외부케이스(110)의 하단부에는 상기 제 2 포트(102) 및 바이패스 포트(104)가 결합될 수 있다. 일례로, 상기 제 2 포트(102) 및 상기 바이패스포트(104)는 상기 외부케이스(110)의 최하단에 서로 이격되어 결합될 수 있다. 그리고 상기 제 2 포트(102) 및 바이패스포트(104)는 열교환튜브(140)와 연통되도록 결합될 수 있다.The
상기 외부케이스(110)는 상기 사전분리부(150)와 결합할 수 있다. 상세히, 상기 상부 연결관(155) 및 하부 연결관(158)은 상기 외부케이스(110)의 외주면의 두 지점을 관통하여 상기 상분리 공간(115)에 삽입될 수 있다. 즉, 상기 상부 연결관(155) 및 하부 연결관(158)은 상기 외부케이스(110)의 상부에 결합될 수 있다.The
상기 외부케이스(110)의 일 측면에는 상기 실외포트(103) 및 분리포트(105)가 이격되어 결합될 수 있다. 일례로, 상기 실외포트(103) 및 분리포트(105)는 상기 외부케이스(110)의 하부에 상하 방향으로 이격되어 위치할 수 있다. 그리고 상기 분리포트(105)는 상기 실외포트(103)보다 하방에 위치할 수 있다.The
상기 분리포트(105)는 상기 열교환 공간(135)과 연통되도록 상기 외부케이스(110)에 결합될 수 있다. 그리고 상기 분리포트(105)는 상기 내부케이스(130)의 하단부보다 하방에 위치할 수 있다.The
상기 실외포트(103)는 분리커넥터(120)의 상측개구(123)보다 낮은 위치에 결합될 수 있다. 그리고 상기 실외포트(103)는 후술할 분리커텍터(120) 및 내부케이스(130)의 외주면과 상기 외부케이스(110)의 내주면 사이의 공간에 연통되도록 형성할 수 있다. The
상기 외부케이스(110)에는 내부케이스(130)로부터 연장되는 상기 내부포트(106) 및 제 3 포트(107)가 관통되도록 구비될 수 있다.In the
한편, 상기 외부케이스(110)의 내부 공간 중 분리커넥터(120)의 상측으로 정의되는 상분리 공간(115)에는 상부연결관(155) 및 하부연결관(158)이 삽입되어 위치할 수 있다. Meanwhile, the
도 3을 참조하면, 상기 하부 연결관(158)은 상기 외부케이스(110)를 관통하여 상기 상분리 공간(115)으로 삽입될 수 있다. 그리고 상기 하부 연결관(158)은 상기 상분리 공간(115)에서 상기 외부케이스(110)의 내주면을 향하여 절곡되는 하부절곡관(158a)및 상기 하부절곡관(158a)의 단부에 형성되는 개구인 하부개구(158b)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
일례로, 상기 하부절곡관(158a)이 절곡되어 연장되는 평면은, 상술한 상기 하부 연결관(158)이 상기 냉매분리장치(100)를 향하도록 절곡되어 연장되는 평면과 수직을 이룰 수 있다. 이 경우, 상기 하부절곡관(158a)은 상기 냉매분리장치(100)의 수평 단면에서 수직한 방향으로 절곡될 수 있다.For example, a plane in which the
상기 하부 절곡관(158a)은 내부로 유동하는 냉매에 회전하는 힘이 발생되도록 연장될 수 있다. 상세히, 상기 하부 절곡관(158a)은 상기 하부 연결관(158)을 유동하는 냉매에 원심력이 발생되도록 일 평면상에서 원호가 그려지도록 연장될 수 있다. The lower
상기 하부개구(158b)는 상기 외부케이스(110)의 내주면을 향하여 개구되도록 형성될 수 있다. 따라서, 난방 운전 모드에서 상기 하부 연결관(158)의 내부를 유동하는 냉매는 상기 하부 절곡관(158a)을 통해 회전되어 상기 외부케이스(110)의 내주면으로 토출될 수 있다. 그리고 상기 하부개구(158b)에서 토출된 냉매는 원심력에 의해 상기 외부케이스(100)의 내주면을 따라 충돌하면서 유동하게 되므로 상기 상분리 공간(115)에서 사이클론을 형성할 수 있다.The
한편, 상기 상부 연결관(155)은 상기 하부 연결관(158)과 동일한 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 상부 연결관(155)에 대한 설명은 상술한 하부 연결관(158)의 설명을 원용한다.Meanwhile, the
본 발명의 실시예에서 상부개구(155b) 및 하부개구(158b)로부터 토출되어 상기 냉매분리장치(100)로 도입되는 냉매의 유동은, 각각 사이클론 유동을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 상분리 공간(115)에서 기상 냉매와 액상 냉매의 상 분리가 상대적으로 더욱 촉진될 수 있다. 더하여, 상기 냉매분리장치(100)로 도입되는 냉매는 이중(dual)의 사이클론 유동을 형성할 수 있기 때문에 상 분리가 더욱 용이해지는 장점이 있다. In the embodiment of the present invention, the flow of refrigerant discharged from the upper opening 155b and the
또한, 난방 운전에서 상기 공기조화기는, 상기 사전분리부(150)에서의 1차적인 상 분리(최초) 및 상기 냉매분리장치(100)의 내부에서 2차적인 상 분리(재차)가 수행되기 때문에 기상 냉매와 액상 냉매의 상 분리가 보다 효과적으로 수행되는 장점이 있다.In addition, in the heating operation, the air conditioner performs primary phase separation (initial) in the
상기 냉매분리장치(100)는 내부 공간을 구획하는 분리커넥터(120)를 더 포함할 수 있다.The
상술한 바와 같이 상기 냉매분리장치(100)는 상기 분리커넥터(120)를 기준으로 상부와 하부로 구분할 수 있다. 그리고, 상기 외부케이스(110)의 내주면에 접하도록 구비되는 상측개구(123)를 기준으로, 상기 외부케이스(110)의 내부 공간은 상측의 상분리 공간(115)과 하측의 열교환 공간(135) 및 내부 열교환 공간(139)으로 구분할 수 있다. 일례로, 상기 냉매분리장치(100)는 상기 상분리 공간(115)의 체적이 상기 열교환 공간(135)의 체적보다 크도록 형성할 수 있다.As described above, the
상기 분리커넥터(120)는 상분리 공간(115)과 열교환 공간(135)이 연통되도록 형성할 수 있다. 상세히, 상기 분리커넥터(120)는 상기 외부케이스(110)의 내부 공간에서 일 냉매 유동 경로를 형성할 수 있다. The
상기 분리커넥터(120)는 상부가 개구된 관으로 형성할 수 있다. 여기서, 상기 분리커넥터(120)의 개구된 상단부를 상측개구(123)라 정의할 수 있다. 달리 표현하면, 상기 분리커넥터(120)는 상기 외부케이스(110)의 내부 공간을 상하로 구획하는 상측개구(123)를 구비할 수 있다.The
상기 분리커넥터(120)의 상단부는 상기 외부케이스(110)의 내주면에 접하도록 형성할 수 있다. 일례로, 상측개구(123)의 외경은 상기 외부케이스(110)의 내경과 동일하게 형성할 수 있다. 따라서, 난방 운전에서 상기 상분리 공간(115)으로 유입된 냉매 중 일부는 상기 제 1 포트(101)로 유입될 수 있고, 나머지 일부는 상기 상측개구(123)를 통해 분리커넥터(120)로 유입될 수 있다.The upper end of the
즉, 상기 상측개구(123)는 상기 외부케이스(110)의 내주면을 따라 구비될 수 있다. 그리고 상기 상측개구(123)는, 상기 외부케이스(110)에 결합된 하부 연결관(158)보다 하방에 위치하며 실외포트(103)보다 상방에 위치할 수 있다. 상기 상측개구(123)는 상분리 공간(115)의 최하단 경계면으로 이해할 수 있다. That is, the
상기 분리커넥터(120)는 후술할 내부케이스(130)와 결합될 수 있다. 상세히, 상기 분리커넥터(120)의 하단부는 내부케이스(130)의 상부와 결합될 수 있다. 일례로, 상기 분리커넥터(120)는 내부케이스(130)의 상부를 형성하는 상부구획판(131)과 결합할 수 있다. 이때, 상기 상부구획판(131)의 외경은 상기 분리커넥터(120)의 하단부의 내경과 동일하게 형성할 수 있다. The
따라서, 난방 운전이 수행되는 경우, 상기 상측개구(123)로 유입된 냉매는 상기 상부구획판(131)에 삽입되는 다수의 채널튜브(138)로 유입되어 상기 내부케이스(130)의 하방으로 토출될 수 있다.Therefore, when the heating operation is performed, the refrigerant flowing into the
또한, 상기 분리커넥터(120)는 하방을 향하여 내경이 작아지도록 형성할 수 있다. 일례로, 상기 분리커넥터(120)는 콘(Cone) 형상을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 상측개구(123)의 내경은 상기 내부케이스(130)의 상부구획판(131)의 외경보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 상기 상부구획판(131)의 외경은 상기 외부케이스(110)의 내경보다 작게 형성될 수 있다.In addition, the
이에 의하면, 난방 운전이 수행되는 경우 상분리 공간(115)으로 유입된 냉매 중 분리커넥터(120)를 통하여 채널튜브(138)로 유입되는 냉매는 벤츄리 효과(Venturi effect)에 의해 유속이 향상되는 장점이 있다.According to this, when the heating operation is performed, the refrigerant flowing into the
즉, 상기 분리커넥터(120)에 의해 하방으로 유동하는 액상 냉매의 유속이 빨라지므로 상분리 공간(115)에서 액상 냉매와 기상 냉매의 분리가 더욱 빠르게 수행되도록 촉진시키는 효과가 있다. That is, since the flow velocity of the liquid refrigerant flowing downward by the
상기 냉매분리장치(100)는 상기 분리커넥터(120)에 연결되는 내부케이스(130)를 더 포함할 수 있다.The
상기 내부케이스(130)는 일 방향으로 길게 연장된 원통형 관으로 형성할 수 있다. 그리고 상기 내부케이스(130)는 내부(내측) 공간이 밀폐되도록 형성할 수 있다. 일례로, 상기 내부케이스(130)는 상단부를 밀폐하는 상부구획판(131) 및 하단부를 밀폐하는 하부구획판(133)을 포함할 수 있다. The
상기 상부구획판(131) 및 하부구획판(133)은 상기 내부케이스(130)의 상부와 하부를 형성할 수 있다. 상세히, 상기 상부구획판(131)은 상기 내부케이스(130)의 상측을 밀폐할 수 있다. 그리고 상기 하부구획판(133)은 상기 내부케이스(130)의 하측을 밀폐할 수 있다.The
상기 상부구획판(131)은 상기 분리커넥터(120)의 하단부와 일체로 결합될 수 있다. 또한, 상기 하부구획판(133)은 상기 외부케이스(110)의 내면으로부터 이격되도록 위치할 수 있다.The
또한, 상기 내부케이스(130)는 하방을 향하여 동일한 내경을 가지도록 연장될 수 있다. 그리고 상기 내부케이스(130)에는 관 내부로 냉매가 유동할 수 있는 내부 공간인 내부 열교환 공간(139)이 형성될 수 있다. In addition, the
상기 내부케이스(130)는 상기 외부케이스(110)로부터 이격되도록 위치할 수 있다. 즉, 상기 내부케이스(130)는 상기 외부케이스(110)의 내부 공간에 상기 외부케이스(110)로부터 소정의 거리만큼 이격되어 위치할 수 있다.The
상세히, 상기 내부케이스(130)의 외경은 상기 외부케이스(110)의 내경보다 작게 형성되어 상기 내부케이스(130)의 외측 방향으로 상호 이격될 수 있다. 그리고 상기 내부케이스(130)의 하단부는 상기 외부케이스(110)의 하단부보다 상방에 위치하여 상하 방향으로도 이격될 수 있다. In detail, the outer diameter of the
이에 의하면, 난방 운전이 수행되는 경우, 후술할 채널튜브(138)를 통해 상기 내부케이스(130)의 하방으로 토출되는 냉매는 상기 외부케이스(110)의 내측과 상기 내부케이스(130)의 외측 사이의 공간인 열교환 공간(135)으로 유동할 수 있다. 또한, 냉방 운전이 수행되는 경우, 상기 열교환 공간(135)에 유입된 냉매는 채널튜브(138)를 통해 상기 내부케이스(130)의 상방으로 토출되어 상기 상분리 공간(115)로 유동할 수 있다. According to this, when the heating operation is performed, the refrigerant discharged below the
상기 내부케이스(130)는 상기 분리커넥터(120)의 하단부로부터 하방으로 연장될 수 있다. 그리고 상기 상부구획판(131)은 상기 분리커넥터(120)의 하단부와 직경이 동일하게 형성할 수 있다. 따라서, 상기 내부케이스(130)는 상기 상분리 공간(115)과 구분될 수 있다.The
상기 내부케이스(130)에는 상기 내부포트(106) 및 상기 제 3 포트(107)가 결합될 수 있다. 그리고 상기 내부포트(106)는 상기 제 3 포트(107)보다 하방에 위치할 수 있다. The
따라서, 난방운전이 수행되는 경우, 상기 내부포트(106)를 통해 상기 내부 열교환 공간(139)으로 이상냉매가 유입될 수 있으며, 상기 내부 열교환 공간(139)에서 채널튜브(138)를 유동하는 냉매와 열 교환하여 발생된 기상 냉매는 상기 제 3 포트(107)로 유입되어 압축기로 주입될 수 있다.Therefore, when the heating operation is performed, an abnormal refrigerant may be introduced into the internal
상기 내부케이스(130)의 일 측면에는 상기 내부 열교환 공간(139)과 연통되도록 상기 내부포트(106) 및 제 3 포트(107) 가 결합될 수 있다. The
상세히, 상기 내부포트(106)는 상기 내부케이스(130)로부터 외측 방향으로 연장되며, 상기 외부케이스(110)를 관통하도록 형성할 수 있다. 마찬가지로, 상기 제 3 포트(107)는 상기 내부케이스(130)로부터 외측 방향으로 연장되며, 상기 외부케이스를 관통하도록 형성할 수 있다.In detail, the
상기 냉매분리장치(100)는 상분리 공간(115)과 열교환 공간(135)을 냉매가 유동할 수 있도록 가이드하는 채널튜브(138)를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 채널튜브(138)는 다수 개로 구비될 수 있다.The
도 4를 참조하면, 상기 채널튜브(138)는 상기 내부케이스(130)를 관통하도록 구비될 수 있다. 상세히, 상기 채널튜브(138)는 상기 내부케이스(130)의 내부(내측) 공간을 상하 방향으로 관통하여 위치할 수 있다. 그리고 상기 채널튜브(138)는 상기 내부케이스(130)의 장변을 따라 평행하게 위치할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
즉, 상기 채널튜브(138)는 상기 상분리 공간(115)과 상기 열교환 공간(135)이 연통되도록 일 방향으로 길게 연장되는 관으로 형성할 수 있다. 그리고 상기 채널튜브(138)의 상부와 하부는 개구되어 냉매가 유입 또는 배출될 수 있다.That is, the
난방 운전이 수행되는 경우, 상기 채널튜브(138)는 분리커넥터(120)의 냉매를 유입하여 하방으로 가이드할 수 있다. 냉방 운전이 수행되는 경우, 상기 채널튜브(138)는 상기 열교환 공간(135)의 냉매를 유입하여 상방으로 가이드할 수 있다.When the heating operation is performed, the
상기 채널튜브(137)는 상기 상부구획판(131)과 상기 하부구획판(133)을 관통할 수 있다. 즉, 상기 채널튜브(138)는 상기 상부구획판(131)의 상측에서부터 상기 하부구획판(133)의 하측으로 연장될 수 있다. 따라서, 상기 채널튜브(138)는 상부구획판(131) 및 하부구획판(133)에 의해 고정될 수 있다. The channel tube 137 may penetrate the
이에 의하면, 상기 채널튜브(138)의 내부로 유동하는 냉매는, 상기 내부 열교환 공간(139)에 수용된 냉매와 열 교환을 할 수 있다. According to this, the refrigerant flowing into the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에 구비되는 냉매분리장치의 일부 구성을 보여주는 도면이다. 상세히, 도 5는 상기 냉매분리장치(100)의 하부를 확대하여 내부 구성을 보여주는 도면이다. 그리고 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에 구비되는 냉매분리장치의 열교환튜브 형상을 예시적으로 보여주는 도면이다.5 is a view showing a partial configuration of a refrigerant separation device provided in an air conditioner according to an embodiment of the present invention. In detail, FIG. 5 is a view showing an internal configuration by enlarging a lower portion of the
도 5를 참조하면, 상기 냉매분리장치(100)는 상기 내부케이스(130)의 외주면을 다수 회 권취하도록 연장되는 열교환튜브(140)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
상기 열교환튜브(140)는 중공이 형성된 관을 포함할 수 있다. 그리고 상기 열교환튜브(140)는 상기 바이패스포트(105)와 제 2 포트(102)에 결합될 수 있다. 즉, 상기 열교환튜브(140)의 일 단부는 상기 바이패스포트(105)에 결합될 수 있으며, 상기 열교환튜브(140)의 타 단부는 상기 제 2 포트(102)에 결합될 수 있다. The
상기 열교환튜브(140)는 상기 바이패스포트(105)로부터 상방을 향하여 상기 내부케이스(130)의 외주면을 다수 회 감싸도록 연장될 수 있다, 그리고 상기 내부케이스(130)의 상측에 도달한 열교환튜브(140)는 상기 제 2 포트(102)로 연장될 수 있다.The
여기서, 상기 바이패스포트(104)는 상기 열교환튜브(140)로 냉매의 유입을 가이드하므로 상기 열교환튜브(140)의 유입부로 이해할 수 있으며, 상기 제 2 포트(102)는 상기 열교환튜브(140)로부터 냉매의 토출을 가이드하므로 상기 열교환튜브(140)의 토출부로 이해할 수 있다.Here, since the
상기 바이패스포트(104)로부터 유입된 냉매는 상기 내부케이스(130)의 외주면을 따라 권취되는 상기 열교환튜브(140)의 내부를 따라 유동하면서 상기 열교환 공간(135)에 채워진 냉매와 열 교환을 할 수 있다. Refrigerant introduced from the
그리고 상기 열교환튜브(140)는 상기 열교환 공간(135)에서 열 전달 효율을 향상시키기 위해 나선형(Spiral) 관을 포함할 수 있다. In addition, the
도 6를 참조하면, 상기 열교환튜브(140)는 둘레를 따라 외측으로 돌출 형성되는 다수의 핀(141) 및 내측으로 돌출 형성되는 릿지(143)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, the
상기 핀(141) 및 릿지(143)는 상기 열교환튜브(140)의 둘레를 따라 나선형으로 연속되도록 형성할 수 있다. The
상기 다수의 핀(141) 및 상기 릿지(143)는, 열교환튜브(140)의 외면에 일체로 형성되며, 나선 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 열교환튜브(140)의 길이 방향으로 상기 다수의 핀(141)과 상기 릿지(143)가 교대로 위치할 수 있다. The plurality of
따라서, 상기 열교환튜브(140)는 상기 다수의 핀(141) 및 릿지(143)에 의해 상기 열교환튜브(140)의 열 전달 면적을 높일 수 있다.Therefore, the
한편, 상기 릿지(143)의 높이는, 핀(141) 및 릿지(143)가 형성된 열교환튜브(140)의 최대내부반경 및 최대외부반경에 따라 상이할 수 있다. 여기서, 최대내부반경은 열교환튜브(140)의 중심축으로부터 열교환튜브(140)의 내경 중 가장 큰 반경일 수 있다. 그리고, 최대외부반경은 상기 중심축으로부터 핀(141) 단부까지의 외부반경 중 가장 큰 반경일 수 있다.Meanwhile, the height of the
이하에서는, 상기 공기조화기의 운전 모드에 따른 냉매분리장치에서의 냉매유동에 대해 설명한다.Hereinafter, refrigerant flow in the refrigerant separation device according to the operation mode of the air conditioner will be described.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 난방 운전 및 부분 부하 운전에 따른 냉매 유동을 보여주는 도면이다. 상세히, 도 7 내지 도 9는 난방 운전을 기준으로 압축기의 부하가 증가하는 경우 상기 냉매분리장치(100)에서 냉매 유동을 보여주는 도면이다. 7 to 9 are views showing the refrigerant flow according to the heating operation and the partial load operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention. In detail, FIGS. 7 to 9 are views showing refrigerant flow in the
먼저, 압축기(10)의 기상 냉매 주입이 없이 상기 공기조화기의 난방 운전이 수행되는 경우 냉매 유동을 설명한다. First, when the heating operation of the air conditioner is performed without the gas phase refrigerant injection of the
상기 압축기(10)로부터 토출되는 냉매는, 유동전환부(20)를 거쳐 응축기로 작동하는 실내 열교환기(30)를 통과할 수 있다. The refrigerant discharged from the compressor (10) may pass through an indoor heat exchanger (30) operating as a condenser through the flow switching unit (20).
그리고 상기 실내 열교환기(30)를 통과하여 응축된 냉매는 실내 연결유로(36)를 따라 제 1 팽창장치(41)를 통과하여 사전분리부(140)의 가이드관(153)으로 유입될 수 있다. 이때, 상기 제 1 팽창장치(41)의 개도는 완전 개방(full open)상태일 수 있다.And the refrigerant condensed by passing through the
상기 가이드관(153)으로 유입된 냉매는 분지관(151)과 하부연결관(158)의 가이드에 다라 상기 냉매분리장치(100)의 내부 공간으로 유입될 수 있다. 이때, 제어부는 상부냉매밸브(156)를 닫고 하부냉매밸브(159)를 개방하도록 제어할 수 있다.The refrigerant introduced into the
상기 냉배분리장치(100)의 내부 공간으로 유입된 냉매는 압력 차에 의해 분리커넥터(120) 및 다수의 채널튜브(138)의 가이드에 따라 하방으로 유동하여 열교환 공간(135)에 토출될 수 있다. The refrigerant flowing into the internal space of the cold /
상기 열교환 공간(135)에 토출된 냉매는 상기 내부케이스(130)의 외측과 외부케이스(110)의 내측 사이 공간을 따라 실외포트(103)로 유입되고 실외 연결유로(56)를 따라 제 2 팽창장치(42)를 통과할 수 있다. 이때, 제어부는 상기 제 2 팽창장치(42)의 개도를 감소하도록 제어할 수 있다. The refrigerant discharged to the heat exchange space (135) flows into the outdoor port (103) along the space between the outside of the inner case (130) and the inside of the outer case (110) and expands secondly along the outdoor connection passage (56). It may pass through the
상기 제 2 팽창장치(42)를 통과하며 팽창된 냉매는, 증발기로 작동하는 실외 열교환기(50)를 통과할 수 있다. 상기 실외 열교환기(50)를 통과한 증발된 냉매는 어큐뮬레이터(60)로 거쳐 다시 압축기(10)의 흡입 측으로 회수될 수 있다.The refrigerant expanded through the
한편, 상기 공기조화기의 난방 운전 수행 중, 상기 압축기(10)의 부하가 증가할 수 있다. 이 경우, 압축기(10)의 부하를 감소시키기 위해 상기 공기조화기는 제 1 인젝션유로(210), 제 2 인젝션유로(220) 및 제 3 인젝션유로(230) 중 적어도 어느 하나로 상기 압축기(10)에 기상 냉매를 주입시킬 수 있다.Meanwhile, during the heating operation of the air conditioner, the load of the
상기 도 7을 참조하여, 고압의 기상 냉매가 제 1 인젝션유로(210)로 유입되는 유동을 상세히 설명한다. Referring to FIG. 7, the flow of the high-pressure gaseous refrigerant into the
도 7을 참조하면, 상기 압축기(10)의 부하가 증가하게 되는 경우, 상기 제어부는 제 1 팽창장치(41)의 개도를 감소시키고 상부냉매밸브(156)가 개방되도록 제어할 수 있다.Referring to FIG. 7, when the load of the
이에 의하면, 상기 가이드관(153)으로 유입되는 냉매는, 상기 제 1 팽창장치(41)를 통과하면서 이상(2-phase)상태의 냉매가 될 수 있다.According to this, the refrigerant flowing into the
상기 가이드관(153)으로 유입된 냉매는 상부연결관(155) 및 하부연결관(158)이 각각 상하로 연결된 분지관(151)을 통과하면서 1차적인 상 분리가 수행될 수 있다.The refrigerant introduced into the
그리고 상기 상부연결관(155) 및 하부연결관(158)으로 유입된 냉매는, 각각 상부절곡관(155a)과 하부절곡관(158a)의 가이드에 따라 회전하며 상기 냉매분리장치(100)의 상분리 공간(115)에 토출될 수 있다. And the refrigerant flowing into the
상기 상분리 공간(115)으로 토출된 냉매는 상기 외부케이스(110)의 내주면을 따라 듀얼(dual) 사이클론 유동(1점쇄선)을 형성할 수 있다. The refrigerant discharged into the
상기 1차적인 상 분리 및 상기 듀얼 사이클론 유동(1점 쇄선)에 의하여, 상기 상분리 공간(115)에서는 2차적인 상 분리가 용이하게 수행될 수 있다.Due to the primary phase separation and the dual cyclone flow (one-dot chain line), secondary phase separation can be easily performed in the
그리고 상기 상분리 공간(115)에서 2차적인 상 분리가 수행되어 분리된 기상 냉매(실선)는, 상기 제 1 포트(101)를 통해 제 1 인젝션유로(210)로 유입될 수 있다. 이때, 상기 제어부는 제 1 인젝션밸브(215)를 개방 상태로 제어할 수 있다. 그리고 상기 제 1 인젝션유로(210)에 의해 상기 압축기(10)의 고압포트로 상대적으로 고압의 기상 냉매(도 13 참고)가 주입될 수 있다.In addition, a gas phase refrigerant (solid line) separated by secondary phase separation in the
또한, 상기 상분리 공간(115)에서 2차적인 상 분리가 수행되어 분리된 액상 냉매(점선)는, 분리커넥터(120) 및 채널튜브(138)의 가이드에 따라 상기 내부 열 교환 공간을(139)을 관통할 수 있다. 이때, 상기 분리커넥터(120) 및 상기 채널튜브(138)로 유입되는 액상 냉매는 벤츄리 효과에 따라 유속의 증가할 수 있다. 이에 의하면, 상기 2차적인 상 분리가 촉진되는 장점이 있다.In addition, the secondary phase separation is performed in the
이어서 도 8을 참조하여, 중간압의 기상 냉매가 제 3 인젝션유로(230)로 유입되는 유동을 상세히 설명한다.Next, with reference to FIG. 8, the flow of the medium pressure gaseous refrigerant flowing into the third
상기 채널튜브(138)를 따라 하방으로 유동하는 액상 냉매(점선)는, 상기 내부케이스(130)의 하측으로 토출될 수 있다. The liquid refrigerant (dotted line) flowing downward along the
상기 제어부는 압축기(10)의 부하 증가 수준에 따라, 상기 제 3 인젝션밸브(235)의 개도를 조절하여 상기 내부케이스(130)의 하측으로 토출된 냉매 중 일부를 상기 분리포트(105)를 통해 내부배관으로 유입시킬 수 있다.The control unit adjusts the opening degree of the
상기 내부배관으로 유입된 액상냉매는, 상기 제 3 인젝션밸브(235)를 통과하면서 이상(2-Phase)냉매(1점 쇄선)가 될 수 있고, 상기 내부포트(106)로 통해 상기 내부케이스(130)의 내부 공간인 내부 열교환 공간(139)으로 유입될 수 있다.The liquid refrigerant introduced into the internal piping may be an abnormal (2-Phase) refrigerant (dotted chain) while passing through the
상기 내부 열교환 공간(139)으로 유입된 이상 냉매는, 상기 채널튜브(138)의 내부로 유동하는 액상 냉매와 열 교환이 이루어질 수 있다. 이에 의하여, 상기 내부 열교환 공간(129)에는 상대적으로 중간압의 기상 냉매(실선)가 발생할 수 있다. The abnormal refrigerant introduced into the internal
상기 중간압의 기상 냉매는 상기 제 3 포트(107)를 통해 제 3 인젝션유로(230)로 유입될 수 있다. 그리고 상기 제 3 인젝션유로(230)로 유입된 중간압의 기상 냉매(도 13 참고)는 상기 압축기(10)의 중간압포트로 주입될 수 있다.The medium pressure gaseous refrigerant may be introduced into the
이어서, 도 9를 참조하여, 저압의 기상 냉매가 제 2 인젝션유로(220)로 유입되는 유동을 상세히 설명한다.Next, with reference to FIG. 9, the flow of the low pressure gaseous refrigerant flowing into the second
한편, 상기 내부케이스(130)의 하측으로 토출된 냉매 중 나머지(실선)는, 상기 열교환 공간(135)을 따라 상기 실외포트(103)로 유입될 수 있다.Meanwhile, the remaining (solid line) of the refrigerant discharged to the lower side of the
상기 실외포트(103)로 유입된 냉매는 상기 실외 연결유로(56)의 가이드에 따라 상기 제 2 팽창장치(42) 및 실외 열교환기(50)로 유동할 수 있다. The refrigerant flowing into the
이때, 상기 압축기(10)의 고압포트 및 중간압포트로 주입(injection)되는 기상 냉매로 상기 압축기(10)의 부하를 감소시키기 어려운 경우, 상기 제어부는 제 2 인젝션밸브(225)의 개도를 제어함으로써 상기 실외 연결유로(56)를 유동하는 냉매 중 일부를 상기 바이패스유로(58)로 유입시킬 수 있다.At this time, when it is difficult to reduce the load of the
이 경우, 상기 바이패스유로(58)로 분지된 냉매는, 상기 제 2 인젝션밸브(225)를 통과하면서 미리 설정된 압력으로 감압될 수 있다. 즉, 상기 바이패스유로(58)로 유입된 냉매는, 상기 제 2 인젝션밸브(225)를 통과하면서 이상(2-Phase)냉매(1점 쇄선)가 될 수 있고, 상기 이상 냉매는 바이패스포트(104)를 통해 열교환튜브(140)로 유입될 수 있다. In this case, the refrigerant branched into the
상기 열교환튜브(140)로 유입된 냉매는, 상기 내부케이스(130)의 외측으로 권취되는 열교환튜브(140)의 가이드를 따라 유동하면서 상기 열교환 공간(135) 및/또는 상기 내부 열교환 공간을 유동하는 액상 냉매(실선)와 열 교환될 수 있다.The refrigerant flowing into the
또한 이 경우, 상기 열교환튜브(140)는 나선형 관으로 형성되므로 열 전달 효율이 상대적으로 높은 장점이 있다.In addition, in this case, since the
이에 의하면, 열 교환을 통해 상기 실외 포트(103)로 유입되는 액상 냉매는 과냉될 수 있고, 상기 열교환튜브(140)를 따라 유동하는 냉매는 상대적으로 저압의 기상 냉매가 될 수 있다. According to this, the liquid refrigerant flowing into the
그리고 상기 저압의 기상 냉매는 상기 제 2 포트(102)를 통해 제 2 인젝션유로(220)로 유입될 수 있다. 상기 제 2 인젝션유로(220)로 유입된 저압의 기상 냉매(도 13 참고)는 상기 압축기(10)의 저압포트로 주입될수 있다. In addition, the low-pressure gaseous refrigerant may be introduced into the
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 냉방 운전 및 부분 부하 운전에 따른 냉매 유동을 보여주는 도면이다. 10 and 11 are views showing refrigerant flow according to cooling operation and partial load operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.
먼저, 압축기(10)의 기상 냉매 주입없이 상기 공기조화기의 냉방 운전이 수행되는 경우, 압축기(10)로부터 토출되는 냉매는, 유동전환부(20)를 거쳐 응축기로 작동하는 실외 열교환기(50)를 통과할 수 있다. First, when the cooling operation of the air conditioner is performed without the gas phase refrigerant injection of the
그리고 상기 실외 열교환기(50)를 통과하여 응축된 냉매는 실외 연결유로(56)를 따라 제 2 팽창장치(42)를 통과하여 냉매분리장치(100)의 실외포트(103)로 유입될 수 있다. 이때, 상기 제 2 팽창장치(42)의 개도는 완전 개방(full open)상태일 수 있다.And the refrigerant condensed by passing through the outdoor heat exchanger (50) may flow through the second expansion device (42) along the outdoor connection passage (56) and flow into the outdoor port (103) of the refrigerant separation device (100). . At this time, the opening degree of the
상기 실외포트(103)로 유입된 냉매는 열교환튜브(140)의 외곽을 따라 열교환 공간(135)의 하측으로 유동하게 되며, 압력 차에 의해 상기 내부케이스(130)의 내부 공간으로 유입되어 상방으로 유동할 수 있다. The refrigerant flowing into the
그리고 상기 내부케이스(130) 및 분리커넥터(120)의 가이드에 따라 상분리 공간(115)으로 유입된 냉매는, 사전분리부(150)의 상부연결관(155)으로 유입될 수 있다. 이때, 제어부는 냉매 사이클을 순환하는 냉매량이 적어지도록 상부냉매밸브(156)를 열고 하부냉매밸브(159)를 닫도록 제어할 수 있다. And the refrigerant introduced into the
이에 의하면, 상기 냉매분리장치(100)의 내부에 저장되는 냉매량이 증가할 수 있는 장점이 있다.According to this, there is an advantage that the amount of refrigerant stored in the
상기 상부연결관(155)을 통해 가이드관(153)으로 유입된 냉매는, 상기 제 1 팽창장치(41)를 통과하며 팽창될 수 있다. 이때, 제어부는 상기 제 1 팽창장치(41)의 개도를 감소하도록 제어할 수 있다. The refrigerant introduced into the
상기 제 1 팽창장치(41)를 통과한 냉매는, 증발기로 작동하는 실내 열교환기(30)를 통과하고, 어큐뮬레이터(60)를 거쳐 다시 압축기(10)의 흡입측으로 회수될 수 있다.The refrigerant that has passed through the first expansion device (41) passes through the indoor heat exchanger (30) acting as an evaporator and can be recovered back to the suction side of the compressor (10) via the accumulator (60).
한편, 상기 공기조화기의 냉방 운전 수행 중, 상기 압축기(10)의 부하가 증가할 수 있다. 즉, 부분 부하 운전이 수행될 수 있다. 이때, 부분 부하 운전은 냉방 주 운전 중 난방 운전을 수행하는 실내기가 증가되는 경우로 이해할 수 있다. Meanwhile, during the cooling operation of the air conditioner, the load of the
이 경우, 냉매 사이클을 순환하는 냉매량이 증가되야 하므로 상기 냉매분리장치(100)에 저장되는 냉매량을 감소시키면서, 제 2 인젝션유로(220)를 통해 기상 냉매를 압축기(10)로 주입시킬 수 있다.In this case, since the amount of refrigerant circulating in the refrigerant cycle must be increased, the amount of refrigerant stored in the
도 10 및 도 11을 참조하면, 부분 부하 운전이 수행되는 경우 상기 제어부는 제 2 인젝션밸브(225)가 개방되도록 제어할 수 있다. 그리고 상기 제어부는 제 2 인젝션밸브(225)의 개도를 조절하여 통과하는 냉매의 감압이 이루어지도록 할 수 있다. 10 and 11, when a partial load operation is performed, the control unit may control the
이에 의하면, 상기 실외 연결유로(56)를 유동하는 냉매(실선) 중 일부는 상기 바이패스유로(58)로 분지되어 상기 제 2 인젝션밸브(225)를 통과할 수 있다. 그리고 상기 제 2 인젝션밸브(225)를 통과하며 감압된 냉매는 이상(2-phase)상태(1점쇄선)로 상기 열교환튜브(140)에 유입될 수 있다. According to this, some of the refrigerant (solid line) flowing through the
상기 열교환튜브(140)로 유입된 냉매(1점쇄선)는, 상기 열교환튜브(140)의 가이드에 따라 유동하면서 상기 실외포트(103)를 통해 상기 열교환 공간(135)로 유입되는 상대적으로 고온, 고압인 냉매와 열 교환을 할 수 있다. Refrigerant (single-dot chain) introduced into the
이에 의하면, 상기 제 2 포트(102)를 통해 제 2 인젝션유로(220)로 기상 냉매가 유입될 수 있다. 그리고 상기 기상 냉매는 제 2 인젝션유로(220)의 가이드에 따라 상기 압축기(10)의 저압포트에 유입될 수 있다. 따라서, 압축기의 부하를 감소시킬 수 있다.According to this, gaseous refrigerant may be introduced into the
상기 열교환 공간(135)의 냉매는 상기 채널튜브(138)로 유입될 수 있다. 그리고 상기 채널튜브(138)로 유입된 냉매는 내부케이스(130)의 상측에서 토출되어 상분리 공간(115)으로 유동할 수 있다.The refrigerant in the
이때, 상기 제어부는 상부냉매밸브(156)를 닫고 하부냉매밸브(159)를 개방하여 상기 하부연결관(158)으로 냉매가 유입되도록 제어할 수 있다.At this time, the control unit may control the refrigerant to flow into the
이에 의하면, 상분리 공간(115)에서 상기 하부연결관(158)의 상측 공간의 냉매가 상기 하부연결관(158)으로 배출되어 냉매 사이클을 순환하는 냉매량을 증가시킬 수 있다.Accordingly, the refrigerant in the upper space of the
상기 하부연결관(158)으로 유입된 냉매는 상기 제 1 팽창장치(41)를 통과하며 감압되고 상기 실내 열교환기(30)를 통과하며 증발하게 된다. 그리고 상기 실내 열교환기(30)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(60)를 거쳐 상기 압축기(10)의 흡입측으로 유입될 수 있다. The refrigerant flowing into the
도 12는 냉매 사이클을 순환하는 냉매량 대비 공기조화기의 운전 모드에 따른 효율을 보여주는 그래프이다.12 is a graph showing the efficiency according to the operation mode of the air conditioner compared to the amount of refrigerant circulating through the refrigerant cycle.
상술한 바와 같이, 부분 부하 운전은, 냉방 주 운전모드뿐만 아니라 난방 주 운전 모드에서도 상기 압축기(10)의 부하가 증가되어 인젝션유로(210,220,230)를 통해 냉매를 압축기(10)로 공급하는 경우를 포함하는 운전 모드로 이해할 수 있다. As described above, the partial load operation includes a case in which the load of the
그리고 상기 압축기(10)의 부하가 증가되는 경우는 다수의 실내기 중 난방 운전을 수행하는 실내기가 증가하게 되는 경우로 이해할 수 있다. 상기 압축기(10)의 부하가 증가되면, 제어부는 상기 냉매분리장치(100)에 저장된 기상 냉매를 상기 인젝션유로(210,220)로 유입시켜 상기 압축기(10)에 주입되도록 제어할 수 있다. In addition, when the load of the
도 12을 참조하면, 난방 표준운전(실선)에서 최대의 효율을 실현하기 위한 냉매량(100%)을 기준으로 할 때, 냉방 표준운전(1점쇄선)에서 최대의 효율을 실현하기 위한 냉매량은 기준대비 약 75% 이다. Referring to FIG. 12, when the standard amount of refrigerant (100%) for realizing the maximum efficiency in the standard operation of heating (solid line) is based, the amount of refrigerant for realizing maximum efficiency in the standard operation of cooling (dotted line) is standard. Contrast is about 75%.
여기서, 난방 표준운전(실선)은 다수의 실내기가 구비되는 공기조화기에서 모든 실내기가 난방을 제공하기 위해 응축기로 작동하는 경우로 이해할 수 있다. 그리고 냉방 표준운전은 상기 모든 실내기가 냉방을 제공하기 위해 증발기로 작동하는 경우로 이해할 수 있다.Here, the heating standard operation (solid line) can be understood as a case where all indoor units operate as condensers to provide heating in an air conditioner equipped with a plurality of indoor units. And the standard operation of cooling can be understood as the case where all the indoor units operate as evaporators to provide cooling.
그리고 냉방 부분 부하운전(점선)에서 최대의 효율을 실현하기 위한 냉매량은 기준대비 약 85% 이다. 다만, 상기 냉방 부분 부하운전(점선)에서 최대의 효율은, 하나의 예시적인 운전을 가정한 것이므로, 실내기의 부하 운전에 따라 상기 난방 표준 운전과 냉방 표준 운전의 최대 효율 사이에 값이 형성될 수 있다.In addition, the amount of refrigerant to achieve maximum efficiency in cooling partial load operation (dotted line) is about 85% of the reference. However, since the maximum efficiency in the cooling partial load operation (dotted line) assumes one exemplary operation, a value may be formed between the maximum efficiency of the heating standard operation and the cooling standard operation according to the load operation of the indoor unit. have.
따라서, 상기 공기조화기(10)는 냉매량에 따른 최적의 냉난방 효율을 달성하기 위해, 냉방 운전에서 순환되는 냉매량은 감소되도록 제어할 수 있고, 난방 운전에서 순환되는 냉매량은 최대한 증가되도록 제어할 수 있다.Accordingly, the
즉, 각각의 운전 모드에 따라 최적의 효율을 실현하기 위해서 상기 공기조화기는 사이클을 순환하는 냉매량이 가변되도록 제어해야 한다. 일례로, 냉매량 가변 범위는 난방 표준운전(실선)에서 최적의 효율을 달성할 수 있는 냉매량을 기준(100%)으로, 냉방 표준운전(1점쇄선)에서 최적의 효율을 달성할 수 있는 냉매량(75%)까지 가변되는 것이 바람직하다.That is, in order to realize optimum efficiency according to each operation mode, the air conditioner must be controlled such that the amount of refrigerant circulating through the cycle is variable. For example, the variable amount of refrigerant is based on the amount of refrigerant that can achieve optimal efficiency in standard operation (solid line) of heating (100%), and the amount of refrigerant that can achieve optimal efficiency in standard operation of cooling (dotted line) ( 75%).
정리하면, 냉방 운전에서는 냉매 사이클을 순환하는 냉매량이 최소로 될 수 있고, 난방 운전에서는 냉매 사이클을 순환하는 냉매량이 최대로 될 수 있다. In summary, in the cooling operation, the amount of refrigerant circulating in the refrigerant cycle can be minimized, and in the heating operation, the amount of refrigerant circulating in the refrigerant cycle can be maximized.
그러나, 종래 공기조화기는 리시버의 체적이 고정되는 한계가 있어 냉매를 저장할 수 있는 용량에 한계가 있다. 따라서, 운전 모드에 따라 냉매 사이클을 순환하는 냉매량을 최적으로 제공하지 못하여 냉난방 효율이 감소되는 문제가 있다.However, the conventional air conditioner has a limit in which the volume of the receiver is fixed, and thus has a limit in the capacity to store the refrigerant. Therefore, there is a problem in that cooling and cooling efficiency is reduced because the amount of refrigerant circulating through the refrigerant cycle is not optimally provided according to the operation mode.
반면에, 본 발명의 실시예에 따른 상기 냉매분리장치(100)는, 냉방 운전이 수행되는 경우 상부냉매밸브(156)를 개방하고 하부냉매밸브(159)를 폐쇄함으로써, 냉매 사이클을 순환하는 냉매량이 최소가 될 수 있도록 내부 공간(저장 공간)의 체적을 최대 증대시킬 수 있는 장점이 있다.On the other hand, the
즉, 본 발명의 실시예에 따른 상기 냉매분리장치(100)의 냉매 저장 공간이 냉방 부분 부하 운전에서 냉방 운전으로 전환되는 경우, 최대가 되도록 내부 공간을 가변할 수 있으며, 이에 의하면, 운전 모드에 따라 최대의 냉난방 효율을 달성할 수 있는 장점이 있다.That is, when the refrigerant storage space of the
그리고 부분 부하 운전이 수행되어 냉매 사이클을 순환하는 냉매량이 증가되어야 하는 경우, 상부냉매밸브(156)를 폐쇄하고 하부냉매밸브(159)를 개방하여 상기 냉매 사이클을 순환하는 냉매량이 증가되도록 할 수 있는 장점이 있다.In addition, when the partial load operation is performed and the amount of refrigerant circulating through the refrigerant cycle should be increased, the amount of refrigerant circulating through the refrigerant cycle can be increased by closing the upper
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 냉매 사이클을 보여주는 P-H선도이다. 13 is a P-H diagram showing a refrigerant cycle of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는 압축기(10)의 부하가 증가하는 경우 기상 냉매의 3단 주입(Triple Injection)을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 13, when the load of the
이에 의하면, 상기 3단 주입이 아닌 종래(점선)의 경우보다 냉매의 압축 과정에서 발생되는 소비 전력 증가를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.According to this, there is an advantage of minimizing the increase in power consumption generated in the compression process of the refrigerant than in the case of the conventional (dotted line) other than the three-stage injection.
또한, 지구 온난화 지수(Global Warming Potential, GWP)가 낮은 냉매(R-32)를 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기에 사용하여도 종래(점선)의 경우보다 압축기(10)의 토출 온도가 낮아지는 장점이 있다. 즉, 압축기의 토출 허용 온도(약 150°C) 미만을 만족할 수 있는 효과가 있다.In addition, even when a refrigerant (R-32) having a low Global Warming Potential (GWP) is used in the air conditioner according to the embodiment of the present invention, the discharge temperature of the
10: 압축기 100: 냉매분리장치
110: 외부케이스 120: 분리커넥터
130: 내부케이스 140: 열교환튜브
150: 사전분리부 10: compressor 100: refrigerant separation device
110: outer case 120: separating connector
130: inner case 140: heat exchange tube
150: pre-separation
Claims (16)
냉매와 실내 공기의 열 교환을 수행하는 실내 열교환기;
냉매와 실외 공기의 열 교환을 수행하는 실외 열교환기;
상기 실내 열교환기와 상기 실외 열교환기 사이에서 냉매를 수용하는 냉매분리장치; 및
상기 실내 열교환기로부터 연장되는 실내 연결유로와 상기 냉매분리장치를 연결하며, 상 분리 기능을 수행할 수 있는 사전분리부를 포함하며,
상기 냉매분리장치는,
내부 공간이 형성되는 외부케이스;
상기 외부케이스의 내주면에 접하도록 위치하는 분리커넥터;
상기 외부케이스와 이격되도록 상기 분리커넥터의 하부에 결합되는 내부케이스; 및
상기 내부케이스의 상부 및 하부를 관통하며, 상기 내부케이스의 내부로 유입되는 냉매와 열교환하도록 냉매를 가이드하는 채널튜브를 포함하고,
상기 사전분리부는, 상기 분리커넥터 보다 높게 위치하는 상기 외부케이스의 상부에 결합하는 공기조화기.
A compressor having a plurality of compression units for multistage compression;
An indoor heat exchanger that performs heat exchange between refrigerant and indoor air;
An outdoor heat exchanger that performs heat exchange between refrigerant and outdoor air;
A refrigerant separation device accommodating refrigerant between the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger; And
An indoor connection passage extending from the indoor heat exchanger is connected to the refrigerant separation device, and includes a pre-separation unit capable of performing a phase separation function,
The refrigerant separation device,
An outer case in which an inner space is formed;
A separating connector positioned to contact the inner circumferential surface of the outer case;
An inner case coupled to a lower portion of the separation connector so as to be spaced apart from the outer case; And
A channel tube penetrating the upper and lower parts of the inner case and guiding the refrigerant to heat exchange with the refrigerant flowing into the inner case.
The pre-separation unit, the air conditioner coupled to the upper portion of the outer case positioned higher than the separation connector.
상기 냉매분리장치는, 상기 내부케이스의 외면을 권취하도록 연장되는 열교환튜브를 더 포함하며,
상기 열교환튜브로 유동하는 냉매는, 상기 내부케이스의 외측과 상기 외부케이스의 내측으로 규정되는 열교환 공간을 유동하는 냉매와 열 교환을 이루는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
According to claim 1,
The refrigerant separation device, further comprising a heat exchange tube extending to wind the outer surface of the inner case,
The refrigerant flowing into the heat exchange tube, the air conditioner, characterized in that for exchanging heat with the refrigerant flowing in the heat exchange space defined outside the inner case and the inner case.
상기 냉매분리장치로부터 상기 압축기의 고압포트로 연장되는 제 1 인젝션유로;
상기 냉매분리장치로부터 상기 압축기의 저압포트로 연장되는 제 2 인젝션유로; 및
상기 냉매분리장치로부터 상기 압축기의 중간압포트로 연장되는 제 3 인젝션유로를 더 포함하는 공기조화기.
According to claim 2,
A first injection flow path extending from the refrigerant separation device to the high pressure port of the compressor;
A second injection flow path extending from the refrigerant separation device to the low pressure port of the compressor; And
And a third injection flow path extending from the refrigerant separation device to the intermediate pressure port of the compressor.
상기 냉매분리장치는,
상기 내부 공간의 상측과 연통되며, 상기 제 1 인젝션유로와 결합되는 제 1 포트;
상기 열교환튜브의 유입부로 정의되는 바이패스포트;
상기 열교환튜브의 토출부로 정의되며, 상기 제 2 인젝션유로가 결합되는 제 2 포트; 및
상기 내부케이스로부터 상기 외부케이스로 연장되며, 상기 제 3 인젝션유로가 결합되는 제 3 포트를 더 포함하는 공기조화기.
The method of claim 3,
The refrigerant separation device,
A first port communicating with the upper side of the interior space and coupled with the first injection flow path;
A bypass port defined as an inlet of the heat exchange tube;
A second port defined as a discharge portion of the heat exchange tube, to which the second injection flow path is coupled; And
The air conditioner further includes a third port extending from the inner case to the outer case and the third injection flow path is coupled.
상기 냉매분리장치는,
상기 열교환 공간에 연통되는 실외포트;
상기 실외포트로부터 상기 실외 열교환기로 연장되는 실외 연결유로; 및
상기 실외 연결유로로부터 분지되어 상기 바이패스포트로 연장되는 바이패스유로를 더 포함하는 공기조화기.
The method of claim 4,
The refrigerant separation device,
An outdoor port communicating with the heat exchange space;
An outdoor connection passage extending from the outdoor port to the outdoor heat exchanger; And
An air conditioner further comprising a bypass channel branched from the outdoor connection channel and extending to the bypass port.
상기 제 1 인젝션유로에 설치되는 제 1 인젝션밸브; 및
상기 바이패스유로에 설치되는 제 2 인젝션밸브를 더 포함하는 공기조화기.
The method of claim 5,
A first injection valve installed in the first injection channel; And
An air conditioner further comprising a second injection valve installed in the bypass flow path.
상기 냉매분리장치는,
상기 내부케이스의 외측과 상기 외부케이스의 내측으로 규정되는 열교환 공간에 연통되는 분리포트;
상기 내부케이스로부터 상기 외부케이스의 외측으로 연장되는 내부포트; 및
상기 분리포트와 상기 내부포트를 연결하는 내부배관을 더 포함하는 공기조화기.
The method according to any one of claims 1 to 6,
The refrigerant separation device,
A separation port communicating with the heat exchange space defined outside the inner case and inside the outer case;
An inner port extending from the inner case to the outside of the outer case; And
An air conditioner further comprising an internal pipe connecting the separation port and the internal port.
상기 내부배관에 설치되는 제 3 인젝션 밸브를 더 포함하는 공기조화기.
The method of claim 7,
An air conditioner further comprising a third injection valve installed in the inner pipe.
상기 내부케이스는,
상측을 밀폐하는 상부구획판; 및
하측을 밀폐하는 하부구획판을 포함하는 공기조화기.
According to claim 1,
The inner case,
Upper compartment plate for sealing the upper side; And
An air conditioner comprising a lower compartment plate sealing the lower side.
상기 채널튜브는, 상기 상부구획판의 상측에서부터 상기 하부구획판의 하측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
The method of claim 9,
The channel tube, the air conditioner, characterized in that extending from the upper side of the upper partition plate to the lower side of the lower partition plate.
상기 상부구획판은 상기 분리커넥터의 하단에 결합되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
The method of claim 9,
The upper compartment plate is an air conditioner, characterized in that coupled to the bottom of the separation connector.
상기 분리커넥터는 하방을 향하여 내경이 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
The method of claim 11,
The separation connector is an air conditioner characterized in that the inner diameter is formed to be smaller toward the lower side.
상기 사전분리부는,
상기 실내 연결유로에 결합되는 가이드관;
상기 가이드관으로부터 냉매가 두 방향으로 분지되도록 연장되는 분지관을 포함하며,
상기 분지관은, 상기 냉매분리장치에 두 방향에서 삽입되도록 연장되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
According to claim 1,
The pre-separation unit,
A guide tube coupled to the indoor connecting passage;
And a branch pipe extending from the guide pipe so that the refrigerant is branched in two directions,
The branch pipe, the air conditioner, characterized in that extending to be inserted in two directions to the refrigerant separation device.
상기 사전분리부는,
상기 분지관의 일 단부로부터 연장되어 상기 냉매분리장치로 삽입되는 상부연결관; 및
상기 분지관의 타 단부로부터 연장되어 상기 냉매분리장치로 삽입되는 하부연결관을 포함하는 공기조화기.
The method of claim 14,
The pre-separation unit,
An upper connection pipe extending from one end of the branch pipe and inserted into the refrigerant separation device; And
An air conditioner including a lower connection pipe extending from the other end of the branch pipe and inserted into the refrigerant separation device.
상기 채널튜브는 다수 개의 채널튜브를 포함하는 공기조화기.According to claim 1,
The channel tube is an air conditioner comprising a plurality of channel tubes.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100728341B1 (en) | 2006-02-27 | 2007-06-13 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | Heat pump air-conditioner of injection type |
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Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04366377A (en) * | 1991-06-11 | 1992-12-18 | Daikin Ind Ltd | Gas-liquid separator |
JPH10153352A (en) * | 1996-11-21 | 1998-06-09 | Kobe Steel Ltd | Refrigerating device |
KR101155494B1 (en) * | 2009-11-18 | 2012-06-15 | 엘지전자 주식회사 | Heat pump |
KR101288681B1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-07-22 | 엘지전자 주식회사 | Air conditioner |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100728341B1 (en) | 2006-02-27 | 2007-06-13 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | Heat pump air-conditioner of injection type |
KR101382084B1 (en) | 2011-09-07 | 2014-04-04 | 엘지전자 주식회사 | An air conditioner |
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