KR102122258B1

KR102122258B1 - 공기조화기

Info

Publication number: KR102122258B1
Application number: KR1020130168798A
Authority: KR
Inventors: 박희웅; 박노마
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2020-06-12
Also published as: KR20150078932A

Abstract

본 발명은 냉매를 압축하는 압축기; 실외에 설치되어 냉매를 실외 공기와 열교환하는 실외 열교환기; 실내에 설치되어 냉매를 실내 공기와 열교환하는 실내 열교환기; 상기 압축기에서 토출된 냉매를 냉방운전시 상기 실외 열교환기로 안내하고, 난방운전시 상기 실내 열교환기를 안내하는 절환밸브; 상기 실외 열교환기와 상기 실내 열교환기 사이를 유동하는 냉매의 일부를 팽창하여 상기 압축기로 인젝션하는 바이패스 밸브; 및 상기 압축기의 운전 주파수를 생성하며, 발생하는 열로 상기 압축기로 인젝션되는 냉매를 증발시키는 파워소자 모듈을 포함하는 공기조화기에 관한 것으로 파워소자 모듈에서 방열되는 열을 이용함으로써 효율을 증대시키는 공기조화기에 관한 것이다.

Description

공기조화기 {Air Conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파워소자 모듈에서 발생하는 열을 이용하여 인버터 압축기로 인젝션되는 냉매를 가열하는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기, 실외 열교환기, 팽창밸브 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 냉방운전시 압축기에서 압축된 냉매는 사방밸브를 통과하여 실외 열교환기로 유동을 하고 실외 열교환기는 응축기 역할을 한다. 그리고, 실외 열교환기에서 응축된 냉매는 팽창밸브에서 팽창된 후, 실내 열교환기로 유입된다. 이 때, 실내 열교환기는 증발기로 작용을 하게 되고, 실내 열교환기에서 증발된 냉매는 다시 사방밸브를 통과하여 압축기로 유입된다.

이러한 공기조화기는 냉방 또는 난방운전시 내부 열교환기를 이용하여 응축된 냉매 일부를 증발시켜 압축기로 인젝션시 냉방 또는 난방효율이 향상된다.. 그러나 인젝션되는 냉매를 증발시키기 위해서는 인젝션되지 않는 냉매가 증발기 유입 전에 과냉되므로 증발온도 저하로 인한 냉방 또는 난방효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 파워소자 모듈에서 발생하는 열을 이용하여 인버터 압축기로 인젝션되는 냉매를 가열하는 공기조화기를 제공하는 것이다.

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 실시 예에 따른 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기; 실외에 설치되어 냉매를 실외 공기와 열교환하는 실외 열교환기; 실내에 설치되어 냉매를 실내 공기와 열교환하는 실내 열교환기; 상기 압축기에서 토출된 냉매를 냉방운전시 상기 실외 열교환기로 안내하고, 난방운전시 상기 실내 열교환기를 안내하는 절환밸브; 상기 실외 열교환기와 상기 실내 열교환기 사이를 유동하는 냉매의 일부를 팽창하여 상기 압축기로 인젝션하는 바이패스 밸브; 및 상기 압축기의 운전 주파수를 생성하며, 발생하는 열로 상기 압축기로 인젝션되는 냉매를 증발시키는 파워소자 모듈을 포함한다.

또 다른 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기와 연결되어 상기 압축기에서 압축된 냉매를 웅축하는 응축기; 상기 응축기를 통과한 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 상기 응축기와 상기 팽창밸브 사이에 구비되고, 상기 응축기에서 상기 팽창밸브로 유동하는 냉매의 일부를 팽창하여 상기 압축기로 인젝션하는 바이패스 밸브; 상기 팽창밸브와 연결되어 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발하는 증발기; 및 상기 압축기의 운전 주파수를 생성하고, 상기 바이패스 밸브와 상기 압축기 사이에 배치되어 발생하는 열로 상기 압축기로 인젝션되는 냉매를 증발시키는 파워소자 모듈을 포함한다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 공기조화기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 파워소자 모듈의 폐열을 이용하여 압축기로 인젝션되는 냉매를 증발시켜 에너지 효율을 증가시키는 장점이 있다.

둘째,　파워소자 모듈의 폐열을 이용하여 압축기로 인젝션되는 냉매를 증발시켜 압축기로 인젝션시 액 유입에 따른 압축기의 손상을 방지하는 장점도 있다.

셋째, 난방운전시 내부 열교환기를 이용한 열교환이 발생하지 않아 증발부하의 증가를 방지하여 난방효율을 증가시키는 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 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉매사이클 회로도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방운전시 냉매 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 공기조화기의 난방운전시 압력-엔탈피 선도(Pressure-Enthalpy Diagram, 이하 P-h 선도)를 나타낸 도면이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방운전시 냉매의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 공기조화기의 냉방운전시 압력-엔탈피 선도(Pressure-Enthalpy Diagram, 이하 P-h 선도)를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 파워소자 모듈의 회로도를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 7인 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 파워소자 모듈의 단면을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 냉매사이클 회로도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 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.

이하, 본 발명의 실시 예들에 의하여 공기조화기를 설명하기 위해 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉매사이클 회로도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는 냉매를 압축하는 압축기(110); 실외에 설치되어 냉매를 실외 공기와 열교환하는 실외 열교환기(120); 실내에 설치되어 냉매를 실내 공기와 열교환하는 실내 열교환기(130); 압축기(110)에서 토출된 냉매를 냉방운전시 상기 실외 열교환기(120)로 안내하고, 난방운전시 실내 열교환기(130)를 안내하는 절환밸브(180); 실외 열교환기(120)와 실내 열교환기(130) 사이를 유동하는 냉매의 일부를 팽창하여 압축기(110)로 인젝션하는 바이패스 밸브(140); 및 압축기(110)의 운전 주파수를 생성하며, 발생하는 열로 압축기(110)로 인젝션되는 냉매를 증발시키는 파워소자 모듈(190)을 포함한다. 또한 내부 팽창밸브(171)와 내부 열교환기(172)를 더 포함하며, 이하 내부 팽창밸브(171)와 내부 열교환기(172)를 포함하는 모듈을 내부 열교환 모듈(170)이라 지칭한다.

공기조화기(100)는 실외에 배치되는 실외기와 실내에 배치되는 실내기를 포함하며, 실내기와 실외기는 서로 연결된다. 실외기는 압축기(110), 실외 열교환기(120), 실외 팽창밸브(150), 내부 열교환 모듈(170), 바이패스 밸브(140) 기액분리기(101) 및 파워소자 모듈(190)을 포함한다. 실내기는 실내 열교환기(130) 및 실내 팽창밸브(160)가 구비된다.

압축기(110)는 실외기에 설치되며 유입되는 저온, 저압의 냉매를 고온, 고압의 냉매로 압축시킨다. 압축기(110)는 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 실린더 및 피스톤을 이용한 왕복운동 압축기, 선회스크롤 및 고정 스크롤을 이용한 스크롤 압축기일 수도 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에서는 희망하는 실내온도를 설정하면 실제 실내온도, 실제 실외온도, 실내기의 운전대수 등에 기초하여 냉매의 압축량을 조절하는 인버터 압축기이다. 인버터 압축기(110)는 파워소자 모듈(190)에서 인가되는 운전주파수에 의해 냉매의 압축량을 조절한다. 인버터 압축기(110)는 실시예에 따라 하나 또는 복수로 구비될 수 있으며, 본 실시예에서는 2개의 인버터 압축기(110)가 구비된다.

인버터 압축기(110)는 절환밸브(180), 파워소자 모듈(190), 기액분리기(101)와 연결된다. 인버터 압축기(110)는 냉방운전시 실내 열교환기(130)에서 증발된 냉매가 유입되거나 난방운전시 실외 열교환기(120)에서 증발된 냉매가 유입되는 유입포트(111)와 파워소자 모듈(190)에서 가열되어 증발된 비교적 저압의 냉매가 인젝션되는 인젝션포트(112)와, 압축된 냉매가 토출되는 토출포트(113)를 포함한다.

인버터 압축기(110)는 유입포트(111)로 유입된 냉매를 압축실에서 압축하고, 유입포트(111)로 유입된 냉매를 압축하는 중간에 인젝션포트(112)로 유입되는 냉매와 합류시켜 압축시킨다. 인버터 압축기(110)는 합류된 냉매를 압축하여 토출포트(113)로 토출시킨다. 토출포트(113)에서 토출된 냉매는 절환밸브(180)로 유동한다.

인버터 압축기(110)는 파워소자 모듈(190)에서 생성된 운전 주파수를 인가 받아 회전하는 BLDC모터(115)를 포함한다. 인버터 압축기(110)의 운전속도는 압축기(110)에 포함된 냉매를 압축하기 위하여 회전력을 발생하는 BLDC모터(115)의 회전속도로서 주파수 단위로 나타낼 수 있다. 따라서 파워소자 모듈(190)에서 생성된 운전주파수에 의해 BLDC모터(115)의 회전속도가 결정되며 인버터 압축기(110)의 압축량이 결정될 수 있다. 인버터 압축기(110)의 운전속도는 인버터 압축기(110)의 압축능력과 비례한다.

절환밸브(180)는 냉난방 절환을 위한 유로 절환밸브로서, 인버터 압축기(110)에서 압축된 냉매를 냉방운전시 실외 열교환기(120)로 안내하고, 난방운전시 실내 열교환기(130)로 안내한다.

절환밸브(180)는 압축기(110)의 유입포트(111) 및 토출포트(113)와 연결되고, 실내 열교환기(130) 및 실외 열교환기(120)와 연결된다. 절환밸브(180)는 냉방운전시 인버터 압축기(110)의 토출포트(113)와 실외 열교환기(120)를 연결하고, 실내 열교환기(130)와 인버터 압축기(110)의 유입포트(111) 또는 실내 열교환기(130)와 기액분리기(101)를 연결한다. 절환밸브(180)는 난방운전시 인버터 압축기(110)의 토출포트(113)와 실내 열교환기(130)를 연결하고, 실외 열교환기(120)와 인버터 압축기(110)의 유입포트(111) 또는 실외 열교환기(120)와 기액분리기(101)를 연결한다.

절환밸브(180)는 서로 다른 유로를 연결할 수 있는 다양한 모듈로 구현될 수 있으며, 본 실시예에서는 사방밸브로 이루어진다. 다만, 실시예에 따라 절환밸브(180)는 삼방밸브 2개의 조합 등 다양한 밸브 또는 그 조합으로 구현될 수 있다.

실외 열교환기(120)는 실외 공간에 배치된 실외기 내에 배치되며, 실외 열교환기(120)를 통과하는 냉매를 실외 공기와 열교환시킨다. 실외 열교환기(120)는 냉방운전시 냉매를 응축하는 응축기로 작용하고, 난방운전시 냉매를 증발하는 증발기로 작용한다.

실외 열교환기(120)는 절환밸브(180) 및 실외 팽창밸브(150)와 연결된다. 냉방운전시 인버터 압축기(110)에서 압축되어 인버터 압축기(110)의 토출포트(113) 및 절환밸브(180)를 통과한 냉매는 실외 열교환기(120)로 유입된 후 응축되어 실외 팽창밸브(150)로 유동된다. 난방운전시 실외 팽창밸브(150)에서 팽창된 냉매는 실외 열교환기(120)로 유입된 후 증발되어 절환밸브(180)로 유동된다.

실외 팽창밸브(150)는 냉방운전시 완전 개방되어 냉매를 통과시키고, 난방운전시 개도가 조절되어 냉매를 팽창시킨다. 실외 팽창밸브(150)는 실외 열교환기(120) 및 내부 열교환 모듈(170) 사이에 구비된다.

실외 팽창밸브(150)는 냉방운전시 실외 열교환기(120)로부터 유입되는 냉매를 통과시켜 내부 열교환 모듈(170)로 안내한다. 실외 팽창밸브(150)는 난방운전시 내부 열교환 모듈(170)에서 실외 열교환기(120)로 유동되는 냉매를 팽창시킨다. 실외 팽창밸브(150)는 난방운전시 응축기를 통과한 냉매를 팽창시키는 팽창밸브로 작용한다.

실내 열교환기(130)는 실내 공간에 배치된 실내기 내에 배치되고, 실내 열교환기(130)를 통과한 냉매를 실내공기와 열교환시킨다. 실내 열교환기(130)는 냉방운전시 냉매를 증발하는 증발기로 작용하고, 난방운전시 냉매를 응축하는 응축기로 작용한다.

실내 열교환기(130)는 절환밸브(180) 및 실내 팽창밸브(160)와 연결된다. 냉방운전시 실내 팽창밸브(160)에서 팽창된 냉매는 실내 열교환기(130)로 유입된 후 증발되어 절환밸브(180)로 유동된다. 난방운전시 압축기(110)에서 압축되어 압축기(110)의 토출포트(113) 및 절환밸브(180)를 통과한 냉매는 실내 열교환기(130)로 유입된 후 응축되어 실내 팽창밸브(160)로 유동된다.

실내 팽창밸브(160)는 냉방운전시 개도가 조절되어 냉매를 팽창하고, 난방운전시 완전 개방되어 냉매를 통과시킨다. 실내 팽창밸브(160)는 실내 열교환기(130) 및 내부 열교환 모듈(170) 사이에 구비된다.

실내 팽창밸브(160)는 냉방운전시 내부 열교환 모듈(170)에서 실내 열교환기(130)로 유동되는 냉매를 팽창시킨다. 실내 팽창밸브(160)는 난방운전시 실내 열교환기(130)로부터 유입되는 냉매를 통과시켜 내부 열교환 모듈(170)로 안내한다. 실내 팽창밸브(160)는 냉방운전시 응축기를 통과한 냉매를 팽창시키는 팽창밸브로 작용한다.

내부 열교환 모듈(170)은 실내 팽창밸브(160)와 실외 팽창밸브(150) 사이에 구비된다. 내부 열교환 모듈(170)은 냉방운전시, 실외 열교환기(120)에서 실내 열교환기(130)로 유동되는 냉매의 일부를 팽창하는 내부 팽창밸브(171) 및 실외 열교환기(120)에서 실내 열교환기(130)로 유동되는 냉매의 다른 일부를 내부 팽창밸브(171)에서 팽창된 냉매와 열교환하여 과냉각하는 내부 열교환기(172)를 포함한다.

내부 열교환 모듈은 응축기(120, 130)와 팽창밸브(150, 160) 사이에 구비된다. 내부 열교환 모듈(170)은 응축기(120, 130)와 팽창밸브(150, 160) 사이에 구비되고, 응축기(120, 130)에서 팽창밸브(150, 160)로 유동되는 냉매의 일부를 팽창하는 내부 팽창밸브(171) 및 응축기(120, 130)에서 팽창밸브(150, 160)로 유동되는 냉매의 다른 일부를 내부 팽창밸브(171)에서 팽창된 냉매와 열교환하여 과냉각하는 내부 열교환기(172)를 포함한다.

내부 열교환 모듈(170)은 냉방운전시 실외 열교환기(120)에서 실내 열교환기(130)로 유동되는 냉매의 일부를 실내 열교환기(130)로 유동되는 냉매의 다른 일부와 열교환을 한 후 기액분리기(101)로 안내할 수 있다.

내부 열교환 모듈(170)은 난방운전시, 내부 팽창밸브(171)가 폐쇄되기에 실내 열교환기(130)에서 실외 열교환기(120)로 유동하는 냉매의 일부가 내부 열교환기(172)로 유입되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 내부 열교환 모듈(170)은 난방운전시 실내 열교환기(130)에서 실외 열교환기(120)로 유동하는 냉매를 열교환하지 않을 수 있다. 따라서 이하 냉방운전시를 중심으로 내부 팽창밸브(171)와 내부 열교환기(172)를 설명한다.

내부 팽창밸브(171)는 내부 열교환기(172), 실내 팽창밸브(160) 및 실외 팽창밸브(150)와 연결될 수 있다. 내부 팽창밸브(171)는 냉방운전시, 실외 열교환기(120)에서 토출되어 실외 팽창밸브(150)를 통과한 냉매의 일부를 팽창하여 내부 열교환기(172)로 안내한다.

내부 열교환기(172)는 내부 팽창밸브(171), 실외 팽창밸브(150), 실내 팽창밸브(160) 및 기액분리기(101)와 연결될 수 있다. 내부 열교환기(172)는 냉방운전시 내부 팽창밸브(171)에서 팽창된 냉매와 실외 열교환기(120)에서 실내 열교환기(130)로 유동하는 냉매와 열교환한다. 내부 열교환기(172)는 열교환된 냉매를 기액분리기(101)로 안내한다.

바이패스 밸브(140)는 응축기(120, 130)와 팽창밸브(150, 160) 사이에 구비되고, 응축기(120, 130)에서 팽창밸브(150, 160)로 유동하는 냉매의 일부를 바이패스하고, 바이패스된 냉매를 팽창하여 인버터 압축기(110)로 인젝션 한다.

바이패스 밸브(140)는 실외 열교환기(120)와 실내 열교환기(130) 사이를 유동하는 냉매의 일부를 바이패스하고, 바이패스된 냉매를 팽창하여 인버터 압축기(110)로 인젝션한다. 바이패스 밸브(140)는 내부 열교환 모듈(170), 실내 팽창밸브(160) 및 인버터 압축기(110)와 연결된다. 바이패스 밸브(140)가 개방되면 실외 열교환기(120)와 실내 열교환기(130) 사이를 유동하는 냉매의 일부가 인버터 압축기(110)의 인젝션포트(112)로 유입된다.

바이패스 밸브(140)는 개도를 조절하여 실외 열교환기(120)와 실내 열교환기(130) 사이를 유동하는 냉매의 일부를 팽창시킨다. 따라서, 바이패스 밸브(140)를 통과한 냉매는 실외 열교환기(120)와 실내 열교환기(130) 사이를 유동하는 냉매의 다른 일부에 비해 압력이 낮아지게 된다.

바이패스 밸브(140)는 개도를 조절하여 응축기(120, 130)에서 팽창밸브(150, 160)로 유동하는 냉매의 일부를 팽창시킨다. 따라서, 바이패스 밸브(140)를 통과한 냉매는 응축기(120. 130)에서 팽창밸브(150, 160)로 유동하는 냉매의 다른 일부에 비해 압력이 낮아지게 된다.

바이패스 밸브(140)를 통과한 냉매는 난방운전시 실내 열교환기(130)를 통과한 냉매보다는 압력이 낮고, 실외 팽창밸브(150)를 통과하여 실외 열교환기(120)로 유입되는 냉매보다는 압력이 높을 수 있다. 바이패스 밸브(140)를 통과한 냉매는 냉방운전시 실외 열교환기(120)를 통과한 냉매보다는 압력이 낮고, 실내 팽창밸브(160)를 통과하여 실내 열교환기(130)로 유입되는 냉매보다는 압력이 높을 수 있다.

바이패스 밸브(140)는 난방운전시 인젝션 조건을 만족할 때 개방되어 인버터 압축기(110)로 냉매를 인젝션 할 수 있다. 인젝션 조건은 토출과열도, 압축기(110)의 운전속도, 응축온도 또는 증발온도 등으로부터 설정될 수 있다. 여기서 인젝션 조건 중 하나인 토출 과열도란 압축기의 토출 냉매의 온도와 난방운전시 실내 열교환기(130)에서 냉매가 응축하는 온도 차를 의미한다. 즉, 토출과열도 = 토출온도 응축온도 이다. 도 2와 도 3을 참조하면, b지점 냉매의 온도와 d지점의 냉매 온도의 차이를 말한다.

기액분리기(101)는 냉방운전시 실내 열교환기(130)에서 증발된 냉매 또는 난방운전시 실외 열교환기(120)에서 증발된 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하여 기상 냉매를 인버터 압축기(110)의 유입포트(111)로 안내한다. 또한 기액분리기(101)는 냉방운전시 내부 열교환 모듈(170)에서 열교환된 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하여 기상 냉매를 인버터 압축기(110)의 유입포트(111)로 안내한다.

기액분리기(101)는 절환밸브(180)와 내부 열교환 모듈(170)과 연결된다. 기액분리기(101)는 냉방운전시 내부 열교환기(172)에서 열교환된 냉매가 유입되고, 실내 열교환기(130)에서 증발된 냉매가 절환밸브(180)를 통과하여 일부 유입된다. 또한 기액분리기(101)는 난방운전시 실외 열교환기(150)에서 증발된 냉매가 절환밸브(180)를 통과하여 일부 유입된다. 기액분리기(101)에서 분리된 기상냉매는 절환밸브(180)에서 인버터 압축기(110)의 유입포트(111)로 유동하는 냉매와 합류하여 인버터 압축기(110)로 유입된다.

파워소자 모듈(190)은 인버터 압축기(110)의 인젝션포트(112)와 바이패스 밸브(140) 사이에 구비된다. 따라서, 파워소자 모듈(190)은 인터버 압축기(110)의 인젝션포트(112)와 바이패스 밸브(140)와 연결된다. 파워소자 모듈(190)은 인버터 압축기(110)의 운전 주파수를 생성하여 인버터 압축기(110)에 인가한다.

파워소자 모듈(190)은 인버터 압축기(110)의 운전 주파수를 생성시 많은 열이 발생하고, 발생한 열을 이용하여, 바이패스 밸브(140)에서 팽창되어 인버터 압축기(110)로 인젝션되는 냉매를 가열한다. 따라서, 인버터 압축기(110)로 인젝션되는 냉매를 기상냉매로 변화시킬 수 있다.

파워소자 모듈(190)은 스위치 소자(191a)가 스위칭 되어 운전 주파수를 생성하고, 스위치 소자(191a)가 스위칭되는 경우 열이 발생하는 인텔리전트파워모듈(IPM, intelligent power module)(191) 및 인텔리전트 파워모듈(IPM, intelligent power module)(191)과 연결되어 스위치 소자(191a)의 스위칭 동작으로 발생한 발생한 열을 외부로 방열하는 히트 싱크(194)를 포함한다. 여기서 인텔리전트파워모듈(IPM, intelligent power module)(191)이란 직류전원을 공급받아 구동되는 적어도 하나 이상의 스위치 소자(191a)로 이루어진 모듈을 의미한다. 이하 자세한 사항은 도 6과 도 7를 참조하여 설명한다. 또한 이하 인텔리전트파워모듈(191)을 IPM으로 표시한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 파워소자 모듈의 회로도와 컨트롤러를 간략하게 나타낸 도면이다. 도 7인 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 파워소자 모듈의 단면을 간략하게 나타낸 도면이다.

도 6과 도 7을 참조하면, 컨트롤러(200)는 제품 배부로 입력되는 교류전압의 크기와, 실내온도 및 설정온도 등에 의해서 인버터 압축기(110)의 운전 주파수를 결정한다. 컨트롤러(200)는 결정된 인버터 압축기(110)의 운전주파수에 따라 인버터 압축기(110) 구동전압을 결정하고 결정된 구동전압으로 인버터 압축기(110)의 구동이 이루어질 수 있는 제어를 수행한다. 컨트롤러(200)는 IPM구동회로(193)와 인버터 압축기(110)의 BLDC모터(115)와 연결된다. 컨트롤러(200)는 IPM구동회로(193)를 통해 IPM(191)에서 생성하는 운전 주파수(3상 교류전원)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(200)는 BLDC모터(115)를 통해 인버터 압축기(110)의 구동전압을 결정할 수 있다. 컨트롤러(200)는 후술할 IPM구동회로(193)에 PWM신호를 입력하여 IPM(191)을 제어한다.

파워소자 모듈(190)은 컨버터(192), IPM(191), 히트 싱크(194) 및 IPM구동회로(193)를 포함하고, 컨트롤러(200), 상용교류전원(10) 및 인버터 압축기(110)의 BLDC모터(115)와 연결된다.

컨버터(192)는 실외기에 입력된 상용교류전원(10)과 IPM(191)과 연결된다. 컨버터(192)는 상용교류전원(10)에서 인가되는 교류전원을 정류회로를 통해 직류전원으로 정류시킨다. 컨버터(192)는 정류된 직류전원을 IPM(191)에 인가한다.

IPM(191)은 컨버터(192), IPM구동회로(193), 히트 싱크(194) 및 인버터 압축기(110)의 BLDC모터(115)와 연결된다. IPM(191)은 스위치 소자(191a)를 적어도 1개이상을 구비한다. 스위치 소자(191a)는 IGBT(insulated gate bipolar transistor) 소자로 이루어지는 것이 바람직하다. IGBT(insulated gate bipolar transistor) 소자란 입력부의 임피던스가 FET와 마찬가지로 무한대에 가깝고 출력은 C-E간은 트랜지스터의 특성을 갖는 전력용 반도체 소자이다.

IPM(191)은 직류전원을 가변전압과 가변 주파수의 교류전원으로 변환해 주는 기능을 수행한다. IPM(191)은 인쇄회로기판(미도시)과 인쇄회로기판 위에 구비되는 스위치 소자(191a)를 포함한다.

스위치 소자(191a)가 스위칭 동작에 의해 운전 주파수를 생성한다. IPM(191)은 컨버터(192)로부터 직류전원을 인가받으면 스위치 소자(191a)가 온/오프로 스위칭되어 3상 교류전원을 생성한다. 즉, IPM(191)은 IGBT 소자(191A)들의 스위칭 동작으로 인해 컨버터(192)에서 인가된 직류전압을 3상 교류전원으로 전환시킨다. 전술한 운전 주파수와 후술할 운전 주파수는 3상 교류전원이 가진 주파수를 의미한다. IPM(191)은 IGBT 소자(191A)에서 생성된 3상 교류전원(운전 주파수)를 인버터 압축기(110)의 BLDC모터(115)로 인가한다.

IPM(191)의 스위치 소자(191a)가 컨버터(192)로부터 직류전압을 인가받아 스위칭되는 경우, 열이 발생한다. 따라서, IPM(191)의 온도가 높아질 수 있다. IPM(191)은 히트 싱크(194)와 연결되며, 스위치 소자(191a)의 스위칭에 의해 발생한 열을 히트 싱크(194)를 이용해 방열한다. 상세히 설명하면, 스위치 소자(191a)의 발열은 컨트롤러(200)에 의해 기 결정된 운전 주파수가 상승하게 되면, 적어도 하나의 스위치 소자의 스위칭 온/오프 동작이 빠르게 전개된다. 따라서, 스위치 소자(191a)의 스위칭 로스(switching loss)에 의해 발열이 많이 발생하고, IPM(191)의 온도가 높아지게 된다.

IPM(191)은 IPM구동회로(193)와 연결되고, 컨트롤러(200)에 의해 기 결정된 운전 주파수를 IPM구동회로(193)로부터 인가받아 구동된다. IPM구동회로(193)는 컨트롤러(200)에서 출력하는 PWM신호에 의해서 IPM(191)을 구동한다.

히트 싱크(194)는 IPM(191)과 연결되어 IPM(191)에서 발생한 열을 인터버 압축기(110)의 인젝션포트(112)로 유입되는 냉매로 방열한다. 히트 싱크(194)는 인젝션 압축기(110)의 인젝션포트(112)로 유입되는 냉매가 흐르는 배관과 연결되는 것이 바람직하다. 따라서, 인버터 압축기(110)의 인젝션포트(112)로 유입되는 냉매는 가열된다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 냉매사이클 회로도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기(100)를 설명한다. 다만, 전술한 공기조화기(100)에 대한 설명 중 추가되는 구성인 압축기 재킷(210)에 대해서만 설명한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기(100)에는 압축기 재킷(210)을 더 포함할 수 있다. 압축기 재킷(210)은 인버터 압축기(110)의 표면을 감싸도록 배치되어 인버터 압축기(110)와 열적으로 접촉된다. 압축기 재킷(210)은 인버터 압축기(110)로 인젝션되는 냉매를 인버터 압축기(110) 표면을 따라 유동시키는 플로우 유로를 구비할 수 있다. 압축기 재킷(210)의 플로우 유로를 유동하는 냉매는 인버터 압축기(110)에서 발생하는 열을 흡수하여 기상냉매로 변환될 수 있다.

압축기 재킷(210)의 플로우 유로는 하측에 냉매가 유입되는 유입구가 형성되고 상측에 냉매가 토출되는 토출구가 형성된다. 플로우 유로는 인버터 압축기(110)의 표면을 반복적으로 감싸는 나선형 유로로 형성되어 인버터 압축기(110)와의 접촉면적을 크게 하는 것이 바람직할 것이다. 플로우 유로의 토출구는 인버터 압축기(110)의 인젝션 유로와 연결되고, 플로우 유로의 유입구는 바이패스 밸브(140)와 연결된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방운전시 냉매 흐름을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 공기조화기의 난방운전시 압력-엔탈피 선도(Pressure-Enthalpy Diagram, 이하 P-h 선도)를 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)의 난방운전시 작용을 설명한다.

인버터 압축기(110)에서 압축된 냉매는 토출포트(113)에서 토출되어 절환밸브(180)로 유동된다. 토출포트(113)에서 토출되어 절환밸브(180)로 유동되는 냉매는 b지점을 통과한다. 이때 b지점에서의 냉매는 도 3과 같이 고온, 고압의 상태이다.

난방운전시 절환밸브(180)는 인버터 압축기(110)의 토출포트(113)와 실내 열교환기(130)를 연결하므로, 절환밸브(180)로 유동된 냉매를 c지점을 통과하여 실내 열교환기(130)로 유동된다. c지점을 통과하는 냉매는 b지점의 냉매와 비교하여 압력은 유지되나 온도는 약간 낮아지게 된다.

절환밸브(180)에서 실내 열교환기(130)로 유동된 냉매는 실내공기와 열교환을 하여 응축된다. 실내 열교환기(130)에서 응축된 냉매는 d지점을 통과하여 실내 팽창밸브(160)로 유동된다. d지점에서의 냉매는 c지점의 냉매와 비교하여 실내 열교환기(130)에서 응축으로 인해 압력은 유지된 채 온도가 크게 낮아지게 된다.

실내 열교환기(130)에서 응축된 냉매는 실내 팽창밸브(160)로 유동된다. 난방운전시 실내 팽창밸브(160)는 완전 개방되어 냉매를 통과시켜 실외 열교환기(120)로 안내한다.

실내 열교환기(130)에서 실외 열교환기(120)로 유동된 냉매는 바이패스 밸브(140)가 개방됨으로써 일부가 인버터 압축기(110)로 안내된다. 바이패스 밸브(140)는 완전 개방되지 않고, 개도를 조절하여 냉매를 팽창시킨다.

실내 팽창밸브(160)를 통과하여 바이패스 밸브(140)로 유입되는 냉매의 일부는 e지점을 통과하여 바이패스 밸브(140)로 유동된다. e지점을 통과하는 냉매는 d지점과 비교하여 압력은 유지되나 온도가 약간 낮아지게 된다.

바이패스 밸브(140)를 통과한 냉매는 f지점을 통과하여 인버터 압축기(110)의 인젝션포트(112)로 유동된다. f지점을 통과하는 냉매는 e지점과 비교하여 온도는 유지된 채 압력이 낮아지게 된다.

바이패스 밸브(140)를 통과한 냉매는 팽창되어 파워소자 모듈(190)로 유동한다. 파워소자 모듈(190)로 유동된 냉매는 파워소자 모듈(190)로부터 열을 흡수하여 가열된다. 파워소자 모듈(190)에서 가열된 냉매는 j지점을 통과하여 인버터 압축기(110)의 인젝션포트(112)로 유입된다. j지점을 통과하는 냉매는 f지점과 비교하여 압력은 유지된 채 온도가 매우 높아지게 된다.

인젝션포트(112)로 유동된 냉매는 인버터 압축기(110)로 인젝션되어 압축된 후 토출포트(113)로 토출된다. 즉, 인젝션포트(112)로 인젝션된 냉매는 유입포트(111)로 유입되어 압축되는 냉매의 온도를 j지점으로 낮추게 된다. 그리고 유입포트(111)로 유입된 냉매와 인젝션포트(112)로 인젝션된 냉매는 합류되어 압축된다.

실내 열교환기(130)에서 실외 열교환기(120)로 유동된 냉매 중 바이패스 밸브(140)로 유입되지 않은 냉매의 다른 일부는 내부 열교환 모듈(170)로 안내된다. 내부 열교환 모듈(170)의 내부 팽창밸브(171)가 폐쇄되어있기에 냉매는 내부 열교환 모듈(170)을 통과하여 실외 팽창밸브(150)로 유동된다.

실외 팽창밸브(150)로 유동된 냉매는 팽창되어 g지점을 통과하여 실외 열교환기(120)로 유동된다. g지점을 통과하는 냉매는 e지점의 냉매와 비교하여 온도가 유지된 채 압력이 크게 낮아지게 된다. 다만 실시예에 따라 g지점을 통과하는 냉매는 e지점의 냉매와 비교하여 온도가 약간 낮아지고, 압력은 크게 낮아질 수도 있다.

실외 팽창밸브(150)에서 팽창된 냉매는 실외 열교환기(120)로 유동되고, 실외 열교환기(120)로 유동된 냉매는 실외 공기와 열교환을 하여 증발된다. 실외 열교환기(120)에서 증발된 냉매는 h지점을 통과하여 절환밸브(180)로 유동된다. h지점을 통과하는 냉매는 g지점의 냉매와 비교하여 압력은 유지된 채 온도가 크게 높아지게 된다.

절환밸브(180)는 난방운전시 실외 열교환기(120)와 인버터 압축기(110)의 유입포트(111)를 연결하므로, 실외 열교환기(120)에서 절환밸브(180)로 유동된 냉매는 a지점을 통과하여 인버터 압축기(110)의 유입포트(111)로 유동된다. a지점을 통과하는 냉매는 h지점의 냉매와 비교하여 압력은 유지된 채 온도가 약간 높아진다. 다만, 실시예에 따라 a지점을 통과하는 냉매는 h지점의 냉매와 비교하여 압력과 온도는 유지될 수 있다.

유입포트(111)로 유동된 냉매는 인버터 압축기(110)에서 압축된 후 토출포트(113)로 토출된다. 인버터 압축기(110)로 유입된 냉매는 압축되고, 도 3의 b지점까지의 고온고압의 냉매가 된다.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방운전시 냉매의 흐름을 나타낸 도면이다. 도 5는 도 4에 도시된 공기조화기의 냉방운전시 압력-엔탈피 선도(Pressure-Enthalpy Diagram, 이하 P-h 선도)를 나타낸 도면이다.

이하 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)의 냉방운전시 작용을 설명한다.

인버터 압축기(110)에서 압축된 냉매는 토출포트(113)에서 토출되어 절환밸브(180)로 유동된다. 토출포트(113)에서 토출되어 절환밸브(180)로 유동되는 냉매는 b지점을 통과하며, 이때의 b지점에서의 냉매는 도 5와 같이 고온, 고압의 상태이다.

냉방운전시 절환밸브(180)는 인버터 압축기(110)의 토출포트(113)와 실외 열교환기(120)를 연결하므로 절환밸브(180)로 유동된 냉매는 h지점을 통과하여 실외 열교환기(120)로 유동된다. h지점을 통과하는 냉매는 b지점의 냉매와 비교하여 압력은 유지되나 온도가 약간 낮아지게 된다.

절환밸브(180)에서 실외 열교환기(120)로 유동된 냉매는 실외공기와 열교환을 하여 응축된다. 실외 열교환기(120)에서 응축된 냉매는 g지점을 통과하여 실외 팽창밸브(150)로 유동된다. 응축된 g지점에서의 냉매는 h지점의 냉매와 비교하여 온도가 크게 낮아지고 압력은 유지된다.

실외 열교환기(120)에서 응축된 냉매는 실외 팽창밸브(150)로 유동된다. 냉방운전시 실외 팽창밸브(150)는 완전 개방되어 냉매를 통과시켜 내부 열교환 모듈(170)로 안내한다.

내부 열교환 모듈(170)은 냉방운전시 내부 팽창밸브(171)가 개방되므로 실외 팽창밸브(150)를 통과한 냉매의 일부가 i지점을 통과하여 내부 팽창밸브(171)로 유동된다. i지점을 통과한 냉매는 g지점의 냉매와 비교하여 압력은 유지된 채 온도는 약간 낮아지게 된다.

냉방운전시 개방된 내부 팽창밸브(171)는 개도를 조절하여 냉매를 팽창시킨다. 따라서, 내부 팽창밸브(171)로 유동된 냉매는 팽창되어 k지점을 통과하여 내부 열교환기(172)로 유동한다. k지점을 통과하는 냉매는 i지점의 냉매와 비교하여 온도는 유지된 채 압력이 낮아지게 된다.

내부 팽창밸브(171)에서 팽창된 냉매는 내부 열교환기(172)로 안내되어 실외 팽창밸브(150)를 통과하여 실내 열교환기(130)로 유동하는 냉매와 열교환되어 증발된다. 증발된 냉매는 l지점을 통과하여 기액분리기(101)로 유동된다. l지점을 통과하는 냉매는 k지점의 냉매와 비교하여 압력은 유지된 채 온도는 높아지게 된다.

내부 열교환기(172)에서 내부 팽창밸브(171)로 유입된 냉매와 열교환된 냉매는 m지점을 통과하여 실내 팽창밸브(160)로 유동한다. m지점을 통과한 냉매는 g지점의 냉매와 비교하여 압력은 유지된 채 온도는 낮아지게 된다.

내부 열교환 모듈(170)을 통과하여 실내 팽장밸브(160)로 유동하는 냉매의 일부는 바이패스 밸브(140)가 개방되어 e지점을 통과하여 바이패스 밸브(140)로 유동한다. e지점을 통과하는 냉매는 m지점의 냉매와 비교하여 압력은 유지된 채 온도가 약간 낮아지게 된다.

바이패스 밸브(140)는 개도를 조절하여 냉매를 팽창시킨다. 따라서 바이패스 밸브(140)로 유동된 냉매는 팽창되어 f지점을 통과하여 파워소자 모듈(190)로 유동한다. f지점을 통과하는 냉매는 e지점의 냉매와 비교하여 온도는 유지된 채 압력이 크게 낮아지게 된다.

파워소자 모듈(190)로 유동된 냉매는 파워소자 모듈(190)의 방열을 흡수하여 가열되어 j지점을 통과하여 인버터 압축기(110)의 인젝션포트(112)로 유동한다. j지점을 통과하는 냉매는 f지점의 냉매와 비교하여 압력은 유지된 채 온도가 매우 높아지게 된다.

실내 팽창밸브(160)로 유동하는 냉매 중 바이패스 밸브(140)로 유입되지 않은 냉매의 다른 일부는 실내 팽창밸브(160)로 유동한다. 실내 팽창밸브(160)로 유동된 냉매는 팽창되어 d지점을 통과하여 실내 열교환기(130)로 유동된다. d지점을 통과하는 냉매는 e지점의 냉매와 비교하여 온도는 유지한 채 압력은 크게 낮아지게 된다. 다만, 실시예에 따라 d지점을 통과하는 냉매는 e지점의 냉매와 비교하여 온도는 약간 낮아지고, 압력은 크게 낮아질 수도 있다.

실내 열교환기(130)로 유동된 냉매는 실내공기와 열교환하여 증발된다. 실내 열교환기(130)에서 증발된 냉매는 c지점을 통과하여 절환밸브(180)로 유동한다. c지점을 통과한 냉매는 d지점의 냉매와 비교하여 압력은 유지된 채 온도가 크게 높아지게 된다.

절환밸브(180)는 냉방운전시 실내 열교환기(130)와 인버터 압축기(110)의 유입포트(111)를 연결하므로, 실내 열교환기(130)에서 절환밸브(180)로 유동된 냉매는 a지점을 통과하여 인버터 압축기(110)의 유입포트(111)로 유동한다. a지점을 통과한 냉매는 c지점의 냉매와 비교하여 압력은 유지되나 온도가 약간 높아지게 된다. 이는 내부 열교환 모듈(170)을 통과하여 기액분리기(101)로 유입된 냉매 중 기상 냉매가 합류하기 때문이다.

유입포트(111)로 유동된 냉매는 인버터 압축기(110)에서 압축된 후 토출포트(113)로 토출된다. 즉, 인버터 압축기(110)로 유입된 냉매는 압축되고, 도 5의 b지점까지의 고온고압의 냉매가 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

100: 공기조화기 110: 압축기
111: 유입포트 112: 인젝션포트
113: 토출포트 115: BLDC모터
120: 실외 열교환기 130: 실내 열교환기
140: 바이패스 밸브 150: 실외 팽창밸브
160: 실내 팽창밸브 170: 내부 열교환 모듈
171: 내부 팽창밸브 172: 내부 열교환기
180: 절환밸브 190: 파워소자 모듈
191: 인텔리전트파워모듈(IPM) 191a: 스위치 소자
192: 컨버터 193: IPM구동회로
194: 히트 싱크 200: 컨트롤러
210: 압축기 재킷

Claims

냉매를 압축하는 압축기;
실외에 설치되어 냉매를 실외 공기와 열교환하는 실외 열교환기;
실내에 설치되어 냉매를 실내 공기와 열교환하는 실내 열교환기;
상기 압축기에서 토출된 냉매를 냉방운전시 상기 실외 열교환기로 안내하고, 난방운전시 상기 실내 열교환기를 안내하는 절환밸브;
상기 실외 열교환기와 상기 실내 열교환기 사이를 유동하는 냉매의 일부를 팽창하여 상기 압축기로 인젝션하는 바이패스 밸브; 및
상기 압축기의 운전 주파수를 생성하며, 발생하는 열로 상기 압축기로 인젝션되는 냉매를 증발시키는 파워소자 모듈을 포함하고,
상기 파워소자 모듈은 상기 압축기와 상기 바이패스 밸브 사이에 구비되는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 파워소자 모듈은
스위치 소자의 스위칭 동작에 의해 운전 주파수를 생성하는 인텔리전트파워모듈(IPM); 및
상기 인텔리전트파워모듈(IPM)과 연결되어 상기 스위치 소자의 스위칭 동작으로 발생한 열을 방열하는 히트 싱크를 포함하는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 압축기는 인버터 압축기인 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 바이패스 밸브는 난방운전시 인젝션 조건을 만족할 때 개방되고,
상기 인젝션 조건은 상기 압축기의 토출 냉매의 온도와 난방운전시 상기 실내 열교환기에서 냉매가 응축하는 온도의 차인 토출과열도 및 상기 압축기의 운전속도 중 적어도 하나가 설정된 조건을 만족하는 것인 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 실외 열교환기에서 상기 실내 열교환기로 유동되는 냉매의 일부를 팽창하는 내부 팽창밸브; 및
상기 실외 열교환기에서 상기 실내 열교환로 유동되는 냉매의 다른 일부를 상기 내부 팽창밸브에서 팽창된 냉매와 열교환하여 과냉각하는 내부 열교환기를 포함하는 공기조화기.
제5항에 있어서,
상기 내부 팽창밸브는 냉방운전시 개방되고, 난방운전시 폐쇄되는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 압축기의 표면에 배치되고, 상기 압축기에서 발생되는 열을 흡수하여 상기 압축기로 인젝션되는 냉매를 증발시키는 압축기 재킷을 더 포함하는 공기조화기.
냉매를 압축하는 압축기;
상기 압축기와 연결되어 상기 압축기에서 압축된 냉매를 웅축하는 응축기;
상기 응축기를 통과한 냉매를 팽창시키는 팽창밸브;
상기 응축기와 상기 팽창밸브 사이에 구비되고, 상기 응축기에서 상기 팽창밸브로 유동하는 냉매의 일부를 팽창하여 상기 압축기로 인젝션하는 바이패스 밸브;
상기 팽창밸브와 연결되어 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발하는 증발기; 및
상기 압축기의 운전 주파수를 생성하고, 발생하는 열로 상기 압축기로 인젝션되는 냉매를 증발시키는 파워소자 모듈을 포함하고,
상기 파워소자 모듈은 상기 바이패스 밸브와 상기 압축기 사이에 배치되는 공기조화기.
제8항에 있어서,
상기 응축기와 팽창밸브 사이에 구비되고, 상기 응축기에서 상기 팽창밸브로 유동되는 냉매의 일부를 팽창하는 내부 팽창밸브; 및
상기 응축기에서 상기 팽창밸브로 유동되는 냉매의 다른 일부를 상기 내부 팽창밸브에서 팽창된 냉매와 열교환하여 과냉각하는 내부 열교환기를 포함하는 공기조화기.
제9항에 있어서,
상기 내부 팽창밸브는 냉방운전시 개방되고, 난방운전시 폐쇄되는 공기조화기.
제8항에 있어서,
상기 바이패스 밸브는 난방운전시 인젝션 조건을 만족할 때 개방되고,
상기 인젝션 조건은 상기 압축기의 토출 냉매의 온도와 난방운전시 상기 응축기에서 냉매가 응축하는 온도의 차인 토출과열도 및 상기 압축기의 운전속도 중 적어도 하나가 설정된 조건을 만족하는 것인 공기조화기.