KR102171997B1 - 실내 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 실내 열교환기는 냉매가 유입되는 유입관과 연결된 복수개의 제1 냉매튜브를 포함하는 제1 플레이트; 냉매가 유출되는 유출관과 연결된 복수개의 제2 냉매튜브를 포함하는 제2 플레이트; 상기 제 1 냉매튜브에서 유출된 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합된 혼합 냉매 중 상기 액상 냉매를 추출하여 상기 제2 냉매튜브로 공급하고, 상기 기상 냉매를 상기 유출관으로 공급하는 액추출 바이패스 유닛을 포함하고, 상기 액추출 바이패스 유닛의 적어도 일부는 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 위치되는 것을 특징으로 한다.

Description

실내 열교환기{Indoor Heat exchanger}

본 발명은 실내 열교환기에 관한 것이다.

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

또한 열교환기는 공기 조화기 등에 설치되어 냉매를 공기와 열교환시킨다.

기존 일반적인 실내 열교환기의 열교환 방식은 팽창 밸브에서 팽창된 기상 및 액상 혼합냉매가 열교환기의 다수 패스(여러 개의 튜브로 구성)로 나누어 유입되고 순차적으로 튜브를 거치며 실내공기와 열교환을 진행해 가며 2상 냉매의 건도가 '1'로 점진적으로 증가하며 기상 냉매의 비중이 증가된다.

이러한 증발 과정 중에 발생하는 기상냉매로 인해 증발 열교환 특성을 방해하고 열교환 효율의 손실을 커지는 단점이 존재한다.

또한, 벽걸이 실내기의 내부 공간이 협소한 데, 이러한 협소한 공간에 실내 열교환기를 효율적으로 배치하기 어려운 문제점이 존재한다.

본 발명의 해결하려고 하는 과제는, 증발과정에서 발생되는 기상냉매를 증발기 후단으로 유동시켜서, 열교환 효율이 우수한 실내 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하려고 하는 다른 과제는, 증발과정에서 발생되는 기상냉매를 증발기 후단으로 유동시키는 기액 분리기를 벽걸이 실내기에 효율적으로 배치한 실내 열교환기를 제공하는 것이다.

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

본 발명의 실내 열교환기는 냉매가 유입되는 유입관과 연결된 복수개의 제1 냉매튜브를 포함하는 제1 플레이트; 냉매가 유출되는 유출관과 연결된 복수개의 제2 냉매튜브를 포함하는 제2 플레이트; 상기 제 1 냉매튜브에서 유출된 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합된 혼합 냉매 중 상기 액상 냉매를 추출하여 상기 제2 냉매튜브로 공급하고, 상기 기상 냉매를 상기 유출관으로 공급하는 액추출 바이패스 유닛을 포함하고, 상기 액추출 바이패스 유닛의 적어도 일부는 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 위치된다.

상기 액추출 바이패스 유닛의 적어도 일부는 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트와 전후 방향에서 중첩되게 위치될 수 있다.

상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 하방으로 갈수록 서로의 이격거리가 멀어지게 배치될 수 있다.

상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트에 공기의 유동력을 제공하는 송풍팬을 더 포함하고, 상기 송풍팬은 상기 액추출 바이패스 유닛의 아래에 배치될 수 있다.

상기 액추출 바이패스 유닛은 제1 냉매튜브에서 유출된 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합된 혼합 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 기액 분리기를 포함할 수 있다.

상기 기액 분리기는 상하방향으로 연장되고, 상기 제1 냉매튜브 및 상기 유출관과 연결되고, 내부에 냉매가 유동되는 공간을 가지는 상부 헤더와, 상기 상부 헤더와 연통되어 내부에 냉매가 유동되는 공간을 가지고, 상기 상부 헤더의 하단과 교차되는 방향으로 연장되며, 상기 제2 냉매튜브와 연결되는 하부 헤더를 포함할 수 있다.

상기 액추출 바이패스 유닛은 상기 제1 냉매튜브와 상기 상부 헤더를 연결하고, 상기 상부 헤더의 하단을 향해 경사진 흡입배관을 더 포함할 수 있다.

상기 흡입배관에서 상기 상부 헤더와 연결되는 부분은 상기 상부 헤더의 내주면의 접선 방향으로 연장될 수 있다.

상기 액추출 바이패스 유닛은 상기 상부 헤더의 상단과 상기 유출관은 연결하고, 기상 냉매가 유출되는 기상 바이패스관을 더 포함할 수 있다.

상기 액추출 바이패스 유닛은, 상기 하부 헤더와 상기 제2 냉매튜브를 연결하고, 액상 냉매가 유동하는 액상 공급관을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실내 열교환기는 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 증발기의 중간에서 기상냉매의 비율을 낮아지게 되므로, 열교환 특성이 향상되는 이점이 존재한다.

둘째, 냉매튜브가 배치되는 복수의 플레이트를 사용하면서, 복수의 플레이트의 사이의 공간에 액추출 바이패스 유닛을 배치하므로, 플레이트의 개수를 늘리면서, 액추출 바이패스 유닛을 한정된 실내기 공간 내에 효율적으로 배치가 가능하다.

셋째, 복수의 플레이트가 서로 하부 방향으로 갈수록 멀어지게 배치되어서, 하부에 배치된 실내팬에서 공급된 실내 공기가 효율적으로 플레이트의 모든 곳에 공급되는 이점이 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내기를 도시한 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 열교환기에 대한 구성도이다.
도 3b은 도 3a 에 도시된 기액 분리기의 종단면도이다.
도 3c는 도 3a 에 도시된 기액 분리기의 횡단면도이다.
도 4는 도 3a에 도시한 실내 열교환기의 냉매의 유동을 보여주는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

또한, 실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 실시예를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 실외에 설치되어 실외 공기와 냉매를 열교환하는 실외 열교환기(30)와, 실내에 설치되어 실내 공기와 냉매를 열교환하는 실내 열교환기(20)와, 압축기(10)에서 토출된 냉매를 난방운전 시 실내 열교환기(20)로 안내하고 냉방운전 시 실외 열교환기(30)로 안내하는 절환부(90)를 포함한다.

압축기(10)는 유입되는 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축시킨다. 압축기(10)는 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 실린더 및 피스톤을 이용한 왕복동작 압축기 또는 선회 스크롤 및 고정 스크롤을 이용한 스크롤 압축기일 수 있다. 압축기(10)는 실시예에 따라 복수로 구비될 수 있다.

압축기(10)는, 난방운전 시 실외 열교환기(30)에서 증발된 냉매가 유입되거나 냉방운전 시 실내 열교환기(20)에서 증발된 냉매가 유입된다.

본 실시예에서 난방운전은 실내 열교환기(20)에서 냉매를 응축하여 실내공기를 가열하는 운전모드이고 냉방운전은 실내 열교환기(20)에서 냉매를 증발하여 실내공기를 냉각하는 운전모드이다.

절환부(90)는 냉난방 절환을 위한 유로 절환 밸브로서, 압축기(10)에서 압축된 냉매를 난방운전 시 실내 열교환기(20)로 안내하고 냉방운전 시 실외 열교환기(30)로 안내한다.

절환부(90)는 압축기(10))와 연결되고, 실내 열교환기(20) 및 실외 열교환기(30)와 연결된다. 절환부(90)는 난방운전 시 압축기(10) 와 실내 열교환기(20)를 연결하고, 실외 열교환기(30)와 압축기(10)를 연결한다. 절환부(90)는 냉방운전 시 압축기(10)와 실외 열교환기(30)를 연결하고, 실내 열교환기(20)와 압축기(10)를 연결한다.

절환부(90)는 서로 다른 유로를 연결할 수 있는 다양한 모듈로 구현될 수 있으며 본 실시예에서는 유로 절환을 위한 사방밸브이다. 실시예에 따라 절환부(90)는 4개의 유로를 절환할 수 있는 삼방밸브 2개의 조합 등 다양한 밸브 또는 그 조합으로 구현될 수 있다.

실외 열교환기(30)는 실외 공간에 배치되며, 실외 열교환기(30)를 통과하는 냉매가 실외공기와 열교환을 한다. 실외 열교환기(30)는 난방운전 시 냉매를 증발하는 증발기로 작용하고, 냉방운전 시 냉매를 응축하는 응축기로 작용한다. 실외 열교환기(30)는 실외기(OU)에 배치될 수 있다.

실외 열교환기(30)는 절환부(90), 실외 팽창밸브(50) 및/또는 실내 팽창밸브(40)와 연결된다. 난방운전 시 실외 팽창밸브(50)에서 팽창된 냉매는 실외 열교환기(30)로 유입되어 증발된 후 절환부(90)로 유동된다. 냉방운전 시 압축기(10)에서 압축되어 절환부(90)를 통과한 냉매는 실외 열교환기(30)로 유입되어 응축된 후 실외 팽창밸브(50) 또는 실내 팽창밸브(40)로 유동된다.

실외 팽창밸브(50)는 난방운전 시 개도가 조절되어 냉매를 팽창하고, 냉방운전 시 완전 개방되어 냉매를 통과시키거나 폐쇄되어 냉매가 통과하지 않는다. 실외 팽창밸브(50)는 실외 열교환기(30) 및 실내 팽창밸브(40)과 연결된다.

실외 팽창밸브(50)는 실내 열교환기(20)에서 실외 열교환기(30)로 유동되는 냉매를 팽창한다. 실외 팽창밸브(50)는 냉방운전 시 실외 열교환기(30)로부터 유입되는 냉매를 통과시켜 실내 팽창밸브(40)로 안내하거나 냉매가 통과하지 않는다.

실내 열교환기(20)는 실내 공간에 배치되며, 실내 열교환기(20)를 통과하는 냉매가 실내공기와 열교환을 한다. 실내 열교환기(20)는 난방운전 시 냉매를 응축하는 응축기로 작용하고, 냉방운전 시 냉매를 증발하는 증발기로 작용한다.

실내 열교환기(20)는 절환부(90) 및 실내 팽창밸브(40)와 연결된다. 난방운전 시 압축기(10)에서 압축되어 절환부(90)를 통과한 냉매는 실내 열교환기(20)로 유입되어 응축된 후 실내 팽창밸브(40)로 유동된다.

냉방운전 시 실내 팽창밸브(40)에서 팽창된 냉매는 실내 열교환기(20)로 유입되어 증발된 후 절환부(90)로 토출된다.

실내 팽창밸브(40)는 난방운전 시 완전 개방되어 냉매를 통과시고, 냉방운전 시 개도가 조절되어 냉매를 팽창시킨다. 실내 팽창밸브(40)는 실내 열교환기(20), 실내 팽창밸브(40) 및/또는 실외 열교환기(30)와 연결된다.

실내 팽창밸브(40)는 난방운전 시 실내 열교환기(20)로부터 유입되는 냉매를 통과시켜 실외 팽창밸브(50)로 안내한다. 실내 팽창밸브(40)는 냉방운전 시 실외 열교환기(30)에서 실내 열교환기(20)로 유동되는 냉매를 팽창한다.

실외배관(72)은 실외 열교환기(30)와 절환부(90)를 연결한다. 실외배관(72)은 난방운전 시 실외 열교환기(30)에서 증발된 냉매를 절환부(90)로 안내한다. 실외배관(72)은 냉방운전 시 압축기(10)에서 압축되어 절환부(90)를 통과한 냉매를 실외 열교환기(30)로 안내한다.

유입관(73)은 실내 팽창밸브(40)와 실외 팽창밸브(50) 또는 실외 열교환기(30)를 연결한다. 유입관(73)은 난방운전 시 실내 열교환기(20)에서 응축되어 실내 팽창밸브(40)를 통과한 냉매를 실외 팽창밸브(50)로 안내한다.

유입관(73)은 냉방운전 시 실외 열교환기(30)에서 응축된 냉매를 실내 팽창밸브(40)로 안내하거나 실외 열교환기(30)에서 응축되어 실외 팽창밸브(50)를 통과한 냉매를 실내 팽창밸브(40)로 안내한다.

유출관(74)은 실내 열교환기(20)와 절환부(90) 또는 압축기(10)와 연결된다. 유출관(74)은 난방운전 시 압축기(10)에서 압축된 냉매를 실내 열교환기(20)로 안내한다. 유출관(74)은 냉방운전 시 실내 열교환기(20)에서 증발된 냉매를 절환부(90)와 압축기(10)로 안내한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내기를 도시한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 실내 열교환기(20)는 실내기(IU)에 설치될 수 있다. 실내기(IU)는 일 예로 벽걸이 타입일 수 있다. 구체적으로, 실내기(IU)는, 후면 케이스(2)와, 후면 케이스(2)의 전면에 결합되고 실내 공기가 흡입되는 공기 흡입구(4)가 형성되며 실내 열교환기(20)에서 열교환된 실내 공기가 토출되는 공기 토출구(8)가 형성된 전면 케이스(10)과, 후면 케이스(2)에 장착되는 송풍용 모터(14)와, 송풍용 모터(14)에 의하여 회전하는 송풍팬(16)과, 송풍팬(16)과 공기 흡입구(4) 사이에 배치된 실내 열교환기(20)와, 실내 열교환기(20)의 열교환에 의하여 생성된 응축수를 모으는 드레인부(19)를 포함하여 구성된다.

후면 케이스(2)는 후면 외관을 형성하며 실내 열교환기(20)를 지지하며 실내 열교환기(20)에 의해 열교환된 공기를 안내하는 열교환기 지지부(미도시)가 좌우측에 형성된다. 후면 케이스(2)와 전면 케이스(10)는 결합하여 외관을 형성하는 케이스(2)(10)를 형성한다. 케이스(2)(10) 내부에는 실내 열교환기(20)와, 송풍팬(16)과, 송풍용 모터(14)와, 드레인부(19)가 수용된다.

전면 케이스(10)에는 전면 외관을 형성하며, 실내의 실내 공기가 흡입되는 공기 흡입구(4)가 형성된다. 전면 케이스(10)는 공기 흡입구(4)를 커버하는 상면 흡입 그릴(6) 및 전면 흡입 그릴(12)과 결합된다.

상면 흡입 그릴(6)은 전면 케이스(10)의 상면에 결합되고, 전면 흡입 그릴(12)은 전면 케이스(10)의 전면에 결합된다. 전면 케이스(10)에는 공기 흡입구(4)로 흡입되는 실내 공기 중의 이물질을 거르는 프리 필터(5)가 배치된다.

전면 케이스(10)에 형성된 공기 토출구(8)는 실내 열교환기(20)에서 열교환된 실내 공기가 토출된다. 전면 케이스(10)에는 공기 토출구(8)로 토출되는 공기의 좌우 풍향을 변경시키는 루버(20)와 상하 풍향을 변경시키는 베인(22)을 포함하는 디스챠지 그릴(24)이 구비된다.

송풍팬(16)은 실내 공기가 공기 흡입구(4)로 흡입되어 실내 열교환기(20)를 거쳐 공기 토출구(8)로 토출되도록 실내 공기를 유동한다. 송풍팬(16)은 실내 열교환기(20)와 후면 케이스(2) 사이에 배치된다. 송풍팬(16)은 송풍용 모터(14)에 의하여 회전한다.

전면 케이스(10)의 내측 하부에는 실내 열교환기(20)에 의하여 생성된 응축수를 모으는 드레인부(19)가 형성된다. 냉방 운전시 실내 열교환기(20)의 표면에는 실내 공기 중의 수분이 응축되어 응축수가 생성된다. 생성된 응축수는 실내 열교환(18) 아래로 낙하되어 드레인부(19)에 모인다.

드레인부(19)는 전면 케이스(10)의 공기 흡입구(4)의 상측에 배치되어 응축수가 공기 흡입구(19)를 통하여 외부로 낙하되지 않도록 한다. 드레인부(19)는 디스챠지 그릴(24)에 형성될 수 있으며, 드레인부(19)는 루버(20) 및 베인(22)의 상측에 형성된다.

드레인부(19)에 모인 응축수는 좌측 또는 우측 일단에 형성된 토출홀(미도시)로 토출되어 후술할 배수 장치에 의하여 외부로 배출된다

실내 열교환기(20)는 송풍팬(16)과 공기 흡입구(4) 사이에 배치된다. 실내 열교환기(20)는 냉방 운전시 증발기로 작용하여 실내 공기를 냉각시킨다. 실내 열교환기(20)는 상면 흡입 그릴(6)과 전면 흡입 그릴(12)에 각각 형성될 수 있다.

특히, 실내 열교환기(20)는 전면과 상방에 형성된 공기 흡입구(4)와 대응되면서, 그 내부에 후술하는 액추출 바이패스 유닛(130) 및 송풍팬(16)을 효율적으로 배치하는데 어려움이 존재한다.

이하, 이러한 문제점을 해결한 본 발명의 실내 열교환기(20)에 대해 상술한다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 열교환기에 대한 구성도, 도 3b은 도 3a 에 도시된 기액 분리기(133, 134)의 종단면도, 도 3c는 도 3a 에 도시된 기액 분리기(133, 134)의 횡단면도이다.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 열교환기(20)는, 제1 플레이트(121), 제2 플레이트(122) 및 액추출 바이패스 유닛(130)을 포함할 수 있다. 플레이트는 적어도 2개에서 3개 이상이 구비될 수도 있다.

복수의 플레이트(121, 122, 123)는 실내공기와 열교환을 한다. 복수의 플레이트(121, 122, 123)는 이를 관통하는 복수의 제 1 냉매튜브(111), 복수의 제 2 냉매튜브(112) 및/또는 복수의 제 3 냉매튜브(113)와 상호 열전달을 하여 복수의 제 1 냉매튜브(111), 복수의 제 2 냉매튜브(112) 및/또는 복수의 제 3 냉매튜브(113) 내부를 유동하는 냉매가 실내공기와 열교환을 하도록 한다.

본 실시예에서 복수의 플레이트(121, 122, 123)는 제1 플레이트(121), 제2 플레이트(122)를 포함할 수 있고, 추가적으로 제3 플레이트(123)를 더 포함할 수도 있다.

복수의 플레이트(121, 122, 123) 각각은 판 형상으로 형성된다. 복수의 플레이트(121, 122, 123) 각각은 복수의 제 1 냉매튜브(111), 복수의 제 2 냉매튜브(112) 및 복수의 제 3 냉매튜브(113)의 직선 부분과 직교하도록 배치된다.

복수의 플레이트(121, 122, 123)는 실내기의 전면과 상면의 공기 흡입구(4)를 통해 유입되는 실내공기가 열교환할 수 있도록 배치될 수 있다.

예를 들면, 제3 플레이트(123)는 전면 흡입 그릴(12)과 마주보게 배치될 수 있다. 구체적으로, 제3 플레이트(123)는 전면 흡입 그릴(12)의 하부와 전후 방향에서 중첩되게 배치되고, 전면 흡입 그릴(12) 보다 후방에 배치된다.

예를 들면, 제1 플레이트(121)는 전면 흡입 그릴(12)의 일부 및 상면 흡입 그릴(6)의 일부와 마주보게 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 플레이트(121)는 전면 흡입 그릴(12)의 상부와 전부방향에서 중첩되고, 상면 흡입 그릴(6)의 일부와 상하 방향에서 중첩되게 배치될 수 있다. 제1 플레이트(121)는 전면 흡입 그릴(12) 보다 후방에 배치되고, 상면 흡입 그릴(6) 보다 하방에 배치될 수 있다.

예를 들면, 제2 플레이트(122)는 제1 플레이트(121)의 후방에 배치되고, 적어도 일부가 제1 플레이트(121)와 전후방에서 중첩되게 배치될 수 있다. 제1 플레이트(121)와 제2 플레이트(122)는 서로 이격되어 그 사이에 액추출 바이패스 유닛(130)(130)의 적어도 일부를 수용하는 수용공간(141)을 정의할 수 있다.

구체적으로, 실내기 내부 공간의 협소함을 고려하여, 제1 플레이트(121)의 일단과 제2 플레이트(122)의 일단은 서로 인접하거나 접하고, 제1 플레이트(121)와 제2 플레이트(122)는 하방으로 갈수록 서로의 이격거리가 멀어지게 배치될 수 있다. 따라서, 수용공간은 상부로 갈수록 좁아는 지는 모양이 된다.

제1 플레이트(121)는 복수의 제 1 냉매튜브(111)를 포함한다. 복수의 제 1 냉매튜브(111)는 제 1 플레이트를 관통하여 배치된다. 제2 플레이트(122)는 복수의 제 2 냉매튜브(112)를 포함한다. 복수의 제 2 냉매튜브(112)는 제2 플레이트(122)를 관통하여 배치된다. 제3 플레이트(123)는 복수의 제 3 냉매튜브(113)를 포함한다. 복수의 제 3 냉매튜브(113)는 제3 플레이트(123)를 관통하여 배치된다.

복수의 제 1 냉매튜브(111) 각각은 U자 형의 관 형태로 형성되어 직선부분이 제1 플레이트(121)를 관통한다. 복수의 제 1 냉매튜브(111)는 실내공기의 유동 방향과 수직한 방향으로 상호 이격하여 일렬로 배열된다.

복수의 제 1 냉매튜브(111)는 액추출 바이패스 유닛(130) 및 유입관(73)과 연결된다. 복수의 제 1 냉매튜브(111)는 흡입배관(131)(131)에 의해 액추출 바이패스 유닛(130)과 연결된다. 복수의 제 1 냉매튜브(111)는 복수의 제 3 냉매튜브(113)(213)와 복수의 연결밴드(미도시)로 연결될 수도 있고, 연결되지 않을 수도 있다.

냉방운전 시 유입관(73)을 통해 공급된 냉매는 제 1 냉매튜브(111)로 유동한다. 냉방운전 시 복수의 제 1 냉매튜브(111)를 유동하는 냉매는 실내공기와 열교환하여 증발된 후 흡입배관(131)을 통하여 액추출 바이패스 유닛(130)으로 유동된다.

복수의 제 2 냉매튜브(112) 각각은 U자 형의 관 형태로 형성되어 직선부분이 제2 플레이트(122)를 관통한다. 복수의 제 2 냉매튜브(112)는 실내공기의 유동 방향과 수직한 방향으로 상호 이격하여 일렬로 배열된다.

복수의 제 2 냉매튜브(112)는 유출관(74) 및 액추출 바이패스 유닛(130)과 연결된다. 복수의 제 2 냉매튜브(112)는 액상 공급관(135, 136)(136)에 의해 액추출 바이패스 유닛(130)과 연결된다.

냉방운전 시, 액추출 바이패스 유닛(130)에서 분리된 액상냉매가 제 2 냉매튜브(112)로 유동된다. 냉방운전 시 복수의 제 2 냉매튜브(112)를 유동하는 냉매는 실내공기와 열교환하여 증발된 후 유출관(74)으로 유동된다.

복수의 제 3 냉매튜브(113) 각각은 U자 형의 관 형태로 형성되어 직선부분이 제3 플레이트(123)를 관통한다. 복수의 제 3 냉매튜브(113)는 실내공기의 유동 방향과 수직한 방향으로 상호 이격하여 일렬로 배열된다.

복수의 제 3 냉매튜브(113)는 유출관(74) 및 액추출 바이패스 유닛(130)과 연결된다. 복수의 제 3 냉매튜브(113)는 액상 공급관(135, 136)(135)에 의해 액추출 바이패스 유닛(130)과 연결된다.

냉방운전 시, 액추출 바이패스 유닛(130)에서 분리된 액상냉매가 제 3 냉매튜브(113)로 유동된다. 냉방운전 시 복수의 제 3 냉매튜브(113)를 유동하는 냉매는 실내공기와 열교환하여 증발된 후 유출관(74)으로 유동된다.

액추출 바이패스 유닛(130)은 제 1 냉매튜브(111)에서 유출된 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합된 혼합 냉매 중 액상 냉매를 추출하여 제 2 냉매튜브(112)로 공급하고, 기상 냉매를 유출관(74)으로 공급한다.

예를 들면, 액추출 바이패스 유닛(130)은 기액 분리기(133, 134), 흡입 배관, 기상 바이패스관, 액상 바이패스관을 포함할 수 있다.

특히, 도 3b와 도 3c를 참조하면, 기액 분리기(133, 134)는 제 1 냉매튜브(111)에서 유출된 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합된 혼합 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리한다. 기액 분리기(133, 134)는 실내기의 좁은 공간에 각 플레이트들과 간섭하지 않고 효율적으로 배치하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 기액 분리기(133, 134)는 역 T자 형상을 가질 수 있다.

구체적으로, 기액 분리기(133, 134)는 상하방향으로 연장되고, 제 1 냉매튜브(111) 및 유출관(74)과 연결되고, 내부에 냉매가 유동되는 공간을 가지는 상부 헤더(133)와, 상부 헤더(133)와 연통되어 내부에 냉매가 유동되는 공간을 가지고, 상부 헤더(133)의 하단과 교차되는 방향으로 연장되며, 제 2 냉매튜브(112)와 연결되는 하부 헤더(134)를 포함한다.

상부 헤더(133)는 상하방향으로 연장되어서 제 1 냉매튜브(111)가 유입되어 하방으로 진행하는 공간이다, 상부 헤더(133)의 상단에는 기상 냉매 바이패스관(132)이 연결될 수 있다. 기상 냉매 바이패스관(132)은 상부 헤더(133)의 상단과 유출관(74)은 연결하고, 기상 냉매가 유출되는 공간을 제공한다.

상부 헤더(133)는 상하방향으로 길게 연장되어서, 제 1 냉매튜브(111)에서 유입되는 냉매 중 기상 냉매를 상부 헤더(133)의 상단으로 안내하고, 액상 냉매는 중력에 의해 상부 헤더(133)의 하단과, 하부 헤더(134)로 안내한다.

흡입배관(131)은 제 1 냉매튜브(111)와 상부 헤더(133)를 연결하고, 상부 헤더(133)의 하단을 향해 경사지게 배치된다. 그리고, 흡입배관(131)에서 상부 헤더(133)와 연결되는 부분은 상부 헤더(133)의 내주면의 접선 방향으로 연장될 수 있다.

따라서, 흡입배관(131)에서 토출된 냉매는 상부에서 하부방향으로 진행하고, 상부 헤더(133)의 중심축(상하방향으로 연장된)을 중심으로 회전되는 스파이럴 형태로 진행하게 된다.

하부 헤더(134)는 상부 헤더(133)에서 공급된 혼합냉매 중에 액상 냉매가 중력에 의해 위치되는 곳이다. 하부 헤더(134)는 전후 방향으로 연장되고, 하부 헤더(134)의 중앙에 상부 헤더(133)의 하단이 연결되는 것이 바람직하다.

하부 헤더(134)의 상부 헤더(133)의 하단에 연결되고 전후 방향으로 연장되게 되면, 제1 플레이트(121)와 제2 플레이트(122)의 사이의 공간에 기액 분리기(133, 134)가 위치할 수 있는 이점이 존재한다.

액상 공급관(135, 136)은 하부 헤더(134)와 제 2 냉매튜브(112)를 연결하고, 액상 냉매가 유동된다. 액상 공급관(135, 136)은 하부 헤더(134)의 전후단에서 하단에 인접하여 연결되는 것이 바람직하다.

액추출 바이패스 유닛(130)의 적어도 일부는 제1 플레이트(121)와 제2 플레이트(122) 사이에 위치될 수 있다. 구체적으로, 기액 분리기(133, 134)는 제1 플레이트(121)와 제2 플레이트(122) 사이에 위치된다.

액추출 바이패스 유닛(130)의 적어도 일부는 제1 플레이트(121) 및 제2 플레이트(122)와 전후 방향에서 중첩되게 위치될 수 있다. 구체적으로, 기액 분리기(133, 134)는 제1 플레이트(121)와 전후 방향에서 중첩되게 위치되고, 제2 플레이트(122)의 적어도 일부와 전후 방향에서 중첩되게 위치될 수 있다.

송풍팬(16)은 액추출 바이패스 유닛(130)의 아래에 배치될 수 있다. 구체적으로, 송풍팬(16)은 기액 분리기(133, 134)의 하방에 위치된다. 따라서, 벽걸이 실내기의 내부공간을 최대한 활용하고, 열교환 효율을 극대화하게 각 플레이트를 배치하고, 각 플레이트들과 간섭이 되지 않게 기액 분리기(133, 134)기 배치할 수 있다.

도 4는 도 3a에 도시한 실내 열교환기의 냉매의 유동을 보여주는 도면이다.

냉방운전 시에, 압축기(10)에서 압축된 냉매는 절환부(90)에서 실외 열교환기(30)로 안내된다. 실외 열교환기(30)로 유동된 냉매에서 응축되어 실외 팽창밸브(50)를 통과하여 실내 팽창밸브(40)로 공급된다.

실내 팽창밸브(40)로 공급된 냉매는 실내 팽창밸브(40)에 팽창되어 실내 열교환기(20)에 공급된다. 실내 열교환기(20)로 공급된 냉매는 제 1 냉매튜브(111)로 공급되고, 제 1 냉매튜브(111)에서 실내공기와 열 교환하며 증발된다.

제 1 냉매튜브(111)에서 증발된 냉매는 기액 분리기(133, 134)로 유동되고, 기액 분리기(133, 134)에서 기상냉매와 액상냉매로 분리된다. 기액 분리기(133, 134)에서 분리된 기상 냉매는 기상 바이패스관을 통해 유출관(74)으로 공급된다.

기액 분리기(133, 134)에서 분리된 액상 냉매는 액상 공급관(135, 136)을 통해 제 2 냉매튜브(112) 또는/및 제 3 냉매튜브(113)로 공급되고, 제 2 냉매튜브(112) 또는/및 제 3 냉매튜브(113)에서 증발된다. 제 2 냉매튜브(112) 또는/및 제 3 냉매튜브(113)에서 증발된 냉매는 유출관(74)으로 공급된다.

기상 냉매 바이패스관(132)을 통해 유출관(74)으로 공급된 냉매와 제 2 냉매튜브(112) 또는/및 제 3 냉매튜브(113)에서 유출관(74)으로 공급된 냉매는 합류되어 압축기(10)로 회수된다.

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

10 : 압축기 20 : 실내열교환기
30 : 실외열교환기 90 : 절환부

Claims (11)

1. 냉매가 유입되는 유입관과 연결된 복수개의 제1 냉매튜브를 포함하는 제1 플레이트;
   냉매가 유출되는 유출관과 연결된 복수개의 제2 냉매튜브를 포함하는 제2 플레이트; 및
   상기 제 1 냉매튜브에서 유출된 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합된 혼합 냉매 중 상기 액상 냉매를 추출하여 상기 제2 냉매튜브로 공급하고, 상기 기상 냉매를 상기 유출관으로 공급하는 액추출 바이패스 유닛을 포함하고,
   상기 액추출 바이패스 유닛의 적어도 일부는 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 위치되고,
   상기 액추출 바이패스 유닛은, 상기 제1 냉매튜브에서 유출된 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합된 혼합 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 기액 분리기를 포함하고,
   상기 기액 분리기는,
   상하방향으로 연장되고, 상기 제1 냉매튜브 및 상기 유출관과 연결되고, 내부에 냉매가 유동되는 공간을 가지는 상부 헤더;
   상기 상부 헤더와 연통되어 내부에 냉매가 유동되는 공간을 가지고, 상기 상부 헤더와 교차되는 방향으로 연장되며, 상기 제2 냉매튜브와 연결되는 하부 헤더;
   상기 상부 헤더의 상단과 상기 유출관을 연결하고, 기상 냉매가 유출되는 기상 바이패스관;
   상기 하부 헤더와 상기 제2 냉매튜브를 연결하고, 액상 냉매가 유동하는 액상 공급관; 및
   상기 제1 냉매튜브와 상기 상부 헤더를 연결하고, 상기 상부 헤더의 하단을 향해 경사진 흡입배관을 포함하며,
   상기 흡입배관에서 상기 상부 헤더와 연결되는 부분은 상기 상부 헤더의 내주면의 접선 방향으로 연장되는 실내 열교환기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 액추출 바이패스 유닛의 적어도 일부는 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트와 전후 방향에서 중첩되게 위치되는 실내 열교환기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 하방으로 갈수록 서로의 이격거리가 멀어지게 배치되는 실내 열교환기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트에 공기의 유동력을 제공하는 송풍팬을 더 포함하고,
   상기 송풍팬은 상기 액추출 바이패스 유닛의 아래에 배치되는 실내 열교환기.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 헤더는 상하방향으로 연장되는 실내 열교환기.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 하부 헤더는 전후 방향으로 연장되고, 상기 하부 헤더의 중앙에 상기 상부 헤더의 하단이 연결되는 실내 열교환기.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 실내 열교환기를 포함하는 공기 조화기.
    
    
    
    
    

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