KR102422490B1 - Low gwp 냉매를 사용하는 ehp형 냉난방시스템 - Google Patents
Low gwp 냉매를 사용하는 ehp형 냉난방시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102422490B1 KR102422490B1 KR1020220058681A KR20220058681A KR102422490B1 KR 102422490 B1 KR102422490 B1 KR 102422490B1 KR 1020220058681 A KR1020220058681 A KR 1020220058681A KR 20220058681 A KR20220058681 A KR 20220058681A KR 102422490 B1 KR102422490 B1 KR 102422490B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- refrigerant
- pipe
- gas
- refrigerant flow
- vertical plate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/39—Dispositions with two or more expansion means arranged in series, i.e. multi-stage expansion, on a refrigerant line leading to the same evaporator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
- F25B2313/02741—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using one four-way valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2327/00—Refrigeration system using an engine for driving a compressor
- F25B2327/001—Refrigeration system using an engine for driving a compressor of the internal combustion type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/23—Separators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
본 발명은 LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템에 있어서, 제1팽창밸브와 제2팽창밸브 사이에 마련된 기액 분리기에서 기상 냉매와 액상 냉매가 불완전하게 분리되는 것을 방지하여, LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템의 열효율을 높이고자 하는 것으로, 상단이 상부 덮개에 의하여 막힌 실린더형 본체의 하단이, 격벽과 제1나선형 수직판과 수직 관통관이 마련된 제1하부 덮개와, 제2나선형 수직판이 마련된 제2하부 덮개에 의하여 덮이며, 기액 분리기에서 기상 냉매가 배출되는 기상 냉매 배출용 배관의 하단에 복수의 구멍이 형성된 볼 형태 필터가 장착되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 압축, 응축, 팽창, 및 증발 과정을 거치는 냉매로서 LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템에 관한 것이다.
몬트리올 의정서 및 교토 의정서에 의거하여 오존층 파괴물질의 사용규제, 온실가스 배출억제 등 국제환경규제가 현실화되었다.
국제적인 협약에 의한 오존층 파괴물질의 사용규제가 기존의 냉동공조기기 부문에서 사용되고 있는 프레온 계열의 냉매류를 더 이상 사용할 수 없도록 함에 따라, 대체냉매를 이용한 새로운 냉동공조기기의 개발이 이 분야 산업의 지속적인 발전의 관건이 되고 있다.
한편 기존의 냉동공조기기에 사용되는 HFC계 냉매는, 지구온난화지수(GWP, Globla Warming Potential)가 1800~3000 정도의 High GWP 냉매로서 온실가스를 다량 배출하는 냉매이다.
이러한 냉매는 2024년부터 HFC계 냉매 사용량 동결 개시와 점차적으로 생산중단, 사용규제로 인해 사용이 불가능해진다.
따라서 본 발명은 GWP(지구온난화지수)가 0에 가까운, 구체적으로는 10 이하의 GWP를 가지는 친환경 냉매인 LOW GWP(저GWP) 냉매를 이용하는 냉난방시스템을 제공하고자 한다.
LOW GWP 냉매로서는, 자연 냉매와 HFO계 냉매가 알려져 있다.
자연 냉매로서 암모니아(NH3), 탄화수소계(프로판,부탄 등), 이산화탄소(CO2), 질소(N2), 헬륨(He), 물(H2O), 공기 등이 알려져 있다.
HFO(HydroFluoroolefin)계 냉매로서는 R1234yf, R1234ze, R1234zd, R1234yd(z), R1366mzz(z), R1233zd(E) 등이 알려져 있다.
본 발명은 냉동공조기기의 냉매로서 LOW GWP 냉매를 사용하여 지구온난화 방지에 기여할 수 있는 EHP형 냉난방시스템을 제공하고자 한다.
한편 일반적으로 냉난방시스템은 히트펌프 사이클을 이용하며, 히트펌프 사이클의 기본적인 구성요소는 압축기, 고온부 열교환기인 제1열교환기, 팽창밸브, 저온부 열교환기인 제2열교환기의 4개 요소로 구분되며 냉매는 압축, 응축, 팽창, 증발의 변화를 계속하면서 순환한다.
히트펌프와 관련된 냉난방 기술로는 전기로 히트펌프를 구동하여 여름철에는 증발기를 이용하여 냉방을 하고 겨울철에는 응축기를 이용하여 난방을 하는 전기구동히트펌프(Electric Motor-driven Heat Pump; 이하 'EHP') 시스템이 있고, EHP와 유사하나 가스구동엔진을 사용하므로 운전비용이 적게 들고 난방시 열원을 보관하기 위하여 엔진배열을 이용함으로써 EHP 시스템의 단점인 동절기 외기온도저하에 따른 난방능력 부족의 문제점을 줄인 가스히트펌프(Gas Engine-driven Heat Pump; GHP) 시스템이 있다.
이와 같은 EHP형 냉난방시스템의 냉매로서 LOW GWP 냉매를 사용하여 EHP형 냉난방시스템을 구축하고자 할 경우, 종래의 시스템은 열효율이 낮은 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여 다단압축 시스템을 채용하기도 하지만 시스템의 구성이 복잡해지고 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.
한편 종래의 기술로서 일본 특허 제4810988호 "냉동 사이클 장치" (2011년 9월 2일 등록)는, 응축기와 증발기 사이에 제1팽창밸브 및 제2팽창밸브를 배치하고, 제1팽창밸브로부터 1차 팽창된 냉매가 기액분리기에 유입되고, 기액분리기에서 기상냉매 및 액상냉매로 분리된 후, 기상 냉매는 압축기로 유입되고, 액상냉매는 제2 팽창밸브로 유입되는 냉동 사이클 장치에 대하여 기재되어 있다.
이러한 구성은, 제1팽창밸브로부터 1차 팽창된 냉매 중 액상 냉매는 제2팽창밸브에 의해 2차 팽창될 수 있다. 즉, 냉매는 제1팽창밸브에 의해 1차 팽창되고, 제2팽창밸브에 의해 2차 팽창됨으로써, 냉매의 팽창 효율이 높아지는 효과가 있다
또한, 제1팽창밸브로부터 1차 팽창된 냉매(혼합냉매) 중 기상 냉매는 압축기로 유입될 수 있다. 이에 따라, 압축기는 저압의 냉매를 압축시키는 과정에서 중압의 기상 냉매가 유입되는 효과에 의해 압축부하가 줄어들 뿐만 아니라, 냉매의 압축효율 역시 높아지는 효과가 있다.
그러나 종래의 기술에서 기액 분리기에서 혼합 냉매가 기상 냉매 및 액상 냉매로 분리되는 과정은 매우 짧은 경로에서 매우 짧은 시간 동안 일어나므로 완벽한 분리가 어렵다는 문제가 있다.
즉 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.
혼합냉매가 분리되는 과정에서, 기상 냉매의 일부가 정상적으로 분리되지 못하고 액상 냉매와 함께 배출될 수 있다. 이 경우 기상 냉매의 일부는 액상냉매관을 통해 제2팽창밸브로 유입되며, 제2팽창밸브를 통과하는 액상냉매에 일부 기상냉매가 섞임으로써, 냉매의 엔탈피가 높아지고, 이에 따라 냉매의 팽창효율이 낮아지는 문제가 있다. 또한 기상 냉매의 일부가 액상 냉매관을 통해 배출되면 기상 냉매관을 통해 토출되는 기상 냉매의 양이 줄어들게 되고, 이에 따라 압축기에 유입되는 기상 냉매의 양이 줄어듬에 따라, 압축기에서의 냉매 압축효율이 떨어지는 문제가 있다.
이와 같이 제2팽창밸브의 팽창효율이 낮아지고, 압축기에서의 냉매 압축효율이 낮아짐에 따라, 냉난방효율이 낮아진다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제1팽창밸브와 제2팽창밸브 사이에 마련된 기액 분리기에서 기상 냉매와 액상 냉매가 불완전하게 분리되는 것을 방지하여, LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템의 열효율을 높이고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템에 있어서 : 입구로 유입된 냉매를 압축하여 출구로 배출하는 압축기(130)와 ; 제1냉매 유동로가 형성되며 실외에 배치되는 실외측 열교환기(110)와 ; 제2냉매 유동로가 형성되며 실내에 배치되는 실내측 열교환기(120)와 ; 냉매가 유입되어 기상 냉매와 액상 냉매로 분리되는 기액 분리기(200)와 ; 일단부가 상기 실외측 열교환기(110)의 제1냉매 유동로의 제1단부와 연결되며 타단부가 상기 기액 분리기(200)에 연결되는 제1냉매 배관(151)과 ; 일단부가 상기 실내측 열교환기(120)의 제2냉매 유동로의 제1단부와 연결되며 타단부가 상기 기액 분리기(200)에 연결되는 제2냉매 배관(152)과 ; 일단부가 상기 압축기의 입구에 연결되며 타단부가 상기 기액 분리기에 연결되는 제3냉매 배관(153)과 ; 일단부가 상기 실외측 열교환기(110)의 제1냉매 유동로의 제2단부와 연결되는 제4냉매 배관(154)과 ; 일단부가 상기 실내측 열교환기(120)의 제2냉매 유동로의 제2단부와 연결되는 제5냉매 배관(155)과 ; 상기 제1냉매 배관(151)에 마련되는 제1팽창밸브(161)와 ; 상기 제2냉매 배관(152)에 마련되는 제2팽창밸브(162)와 ; 상기 제3냉매 배관(153)에 마련되는 제3팽창밸브(163)와 ; 냉방 모드에서 상기 압축기(130)의 출구와 상기 제4냉매 배관(154)의 타단부를 서로 연결시키는 동시에 상기 제5냉매 배관(155)의 타단부와 상기 압축기(130)의 입구를 서로 연결시키며, 난방 모드에서 상기 압축기(130)의 출구와 상기 제5냉매 배관(155)의 타단부를 서로 연결시키는 동시에 상기 압축기(130)의 입구와 상기 제4냉매 배관(154)의 타단부를 서로 연결시키는 4방밸브(170) ; 를 포함하며, 상기 기액 분리기(200)는 ; 상하로 연장되는 실린더 형태의 실런더형 본체(230)와 ; 가장자리에 통공(211a)이 형성되는 원판 형태의 제1바닥판(211)과, 상기 제1바닥판(211)의 가장자리에서 상부로 연장되어 상기 제1바닥판(211)과 함께 상부가 개방된 용기 형태를 형성하며 상단부가 상기 실린더형 본체(210)의 하단부에 결합되는 제1바닥용 벽체(212)와, 상기 제1바닥판(211)에서 상부로 연장되어 상기 제1바닥판(211)과 상기 제1바닥용 벽체(212)에 의하여 형성되는 용기 형태의 공간을 상기 통공(211a)이 위치하는 기상 냉매 유동 영역과 상기 통공(211a)이 위치되지 않는 액상 냉매 유동 영역으로 구분하는 격벽(213)과, 수직판이 평면상 나선형으로 감긴 형태로서 상기 액상 냉매 유동 영역의 상기 제1바닥판(211)의 상면에 입설되어 상기 액상 냉매 유동 영역에 제1나선형 냉매 유동로를 형성하는 제1나선형 수직판(214)과, 상하가 개방된 관 형태로 상기 제1바닥판(211)의 중앙부를 수직방향으로 관통하며 상단이 상기 제1나선형 수직판(214)의 높이보다 낮은 높이로 상기 제1나선형 수직판(214)의 중앙부에 배치되는 수직 관통관(215)을 포함하는 제1하부 덮개(210)와 ; 원판 형태의 제2바닥판(221)과, 상기 제2바닥판(221)의 가장자리에서 상부로 연장되어 상기 제2바닥판(221)과 함께 상부가 개방된 용기 형태를 형성하며 상단부가 상기 제1하부 덮개(210)의 하단부 가장자리에 결합되는 제2바닥용 벽체(222)와, 수직판이 평면상 나선형으로 감긴 형태로서 상기 제2바닥판의 상면에 입설되어 상기 제2바닥판의 상부에 제2나선형 냉매 유동로를 형성하며 상기 수직 관통관(215)의 하단이 중앙부에 배치되는 제2나선형 수직판(224)을 포함하는 제2하부 덮개(220)와 ; 상기 실린더형 본체(210)의 상단부에 결합되는 상부 덮개(214)와 ; 상기 상부 덮개(240)를 관통하는 형태로 배치되며 상단부가 상기 제1냉매 배관(151)의 타단부와 연결되는 제1삽입관(251)과, 상단부가 상기 제1삽입관(251)의 하단부에 연결되며 하단부가 상기 제1나선형 수직판(214)의 수평방향 외측에 배치되는 제1유입관(252)과, 상단부가 상기 제1삽입관(251)의 하단부에 연결되며 중간부가 상기 통공을 지나며 하단부가 상기 제2나선형 수직판(224)의 수평방향 외측에 배치되는 제1유출관(253)과, 상기 제1유입관(252)에 마련되어 냉매가 상기 기액 분리기로 유입되는 방향으로의 유동만을 허용하는 제1유입관용 체크밸브 부재(252a)와, 상기 제1유출관(253)에 마련되어 냉매가 상기 기액 분리기로부터 유출되는 방향으로의 유동만을 허용하는 제1유출관용 체크밸브 부재(253a)를 포함하는 제1냉매 유동용 배관(250)과 ; 상기 상부 덮개(240)를 관통하는 형태로 배치되며 상단부가 상기 제2냉매 배관(152)의 타단부와 연결되는 제2삽입관(261)과, 상단부가 상기 제2삽입관(261)의 하단부에 연결되며 하단부가 상기 제1나선형 수직판(214)의 수평방향 외측에 배치되는 제2유입관(262)과, 상단부가 상기 제2삽입관(261)의 하단부에 연결되며 중간부가 상기 통공을 지나며 하단부가 상기 제2나선형 수직판(224)의 수평방향 외측에 배치되는 제2유출관(263)과, 상기 제2유입관(262)에 마련되어 냉매가 상기 기액 분리기로 유입되는 방향으로의 유동만을 허용하는 제2유입관용 체크밸브 부재(262a)와, 상기 제2유출관(263)에 마련되어 냉매가 상기 기액 분리기로부터 유출되는 방향으로의 유동만을 허용하는 제2유출관용 체크밸브 부재(263a)를 포함하는 제2냉매 유동용 배관(260)과 ; 상기 상부 덮개(214)를 관통하는 형태로 배치되며 상단부가 상기 제3냉매 배관(153)의 타단부와 연결되며 하단부가 상기 실린더형 본체(210)의 내부 상부에 배치되는 기상 냉매 배출용 배관(270)과 ; 상기 기상 냉매 배출용 배관(270)의 하단에 장착되며 복수의 구멍이 형성된 볼 형태 필터(271) ; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 본 발명은, 제1팽창밸브와 제2팽창밸브 사이에 마련된 기액 분리기에서 기상 냉매와 액상 냉매가 불완전하게 분리되는 것을 방지하여, LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템의 열효율을 높일 수 있다
도 1은 본 발명의 일 실시예인 LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템의 시스템 구성도,
도 2는 도 1의 기액 분리기의 단면 개념도,
도 3은 도 2를 분리하여 도시한 단면 개념도,
도 4는 도 2의 A-A 기준 단면도,
도 5는 도 2의 B-B 기준 단면도,
도 6은 도 3의 제1하부 덮개의 사시도,
도 7은 도 3의 제2하부 덮개의 사시도.
도 2는 도 1의 기액 분리기의 단면 개념도,
도 3은 도 2를 분리하여 도시한 단면 개념도,
도 4는 도 2의 A-A 기준 단면도,
도 5는 도 2의 B-B 기준 단면도,
도 6은 도 3의 제1하부 덮개의 사시도,
도 7은 도 3의 제2하부 덮개의 사시도.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템의 시스템 구성도이며, 도 2는 도 1의 기액 분리기의 단면 개념도이며, 도 3은 도 2를 분리하여 도시한 단면 개념도이며, 도 4는 도 2의 A-A 기준 단면도이며, 도 5는 도 2의 B-B 기준 단면도이며, 도 6은 도 3의 제1하부 덮개의 사시도이며, 도 7은 도 3의 제2하부 덮개의 사시도이다.
본 발명은 냉매로서 LOW GWP 냉매를 이용한다.
LOW GWP 냉매로서는, 자연 냉매 또는 HFO계 냉매를 사용할 수 있으며, 본 실시예에서는 R1234yf 등의 HFO계 냉매를 사용하고자 한다.
또한 본 발명은 EHP형 냉난방시스템에 관한 것이다.
EHP형 냉난방시스템은, 전기로 히트펌프를 구동하여 여름철에는 증발기를 이용하여 냉방을 하고 겨울철에는 응축기를 이용하여 난방을 하는 전기구동히트펌프(Electric Motor-driven Heat Pump; 이하 'EHP')형 냉난방시스템을 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템은 크게 실외측 열교환기(110), 실내측 열교환기(120), 압축기(130), 기액 분리기(200), 제1팽창밸브(161), 제2팽창밸브(162), 제3팽창밸브(163), 4방밸브(170) 등으로 이루어진다.
압축기(130)는 입구로 유입된 냉매를 압축하여 출구로 배출한다. 구체적으로 압축기(130)는 저온저압의 기상 냉매를 고온고압의 기상 냉매로 압축하는 수단이다.
압축기(130)는 저온저압의 기상 냉매가 유입되는 제1입구 포트(131a-1)와 기액 분리기(200)로부터 분리된 기상 냉매가 유입되는 제2입구 포트(131a-2)와 고온고압의 기상 냉매가 토출되는 출구 포트(131b)를 포함한다.
실외측 열교환기(110)는 실외에 배치되는 열교환기로서, 냉방시 응축기로서 기능하며, 난방시 증발기로서 기능한다.
실외측 열교환기(110)에는 냉매가 유동하기 위한 제1냉매 유동로(111)가 형성되며, 제1냉매 유동로(111)를 지나는 냉매가 외부의 공기와 열교환하여 응축되거나 혹은 증발된다.
실외측 열교환기(110)가 응축기로 기능할 경우 고온고압의 기상 냉매가 고온고압의 액상 냉매로 변화되며, 실외측 열교환기(110)가 증발기로 기능할 경우 액상 냉매를 증발시켜 기상 냉매로 변환시킨다.
실외측 열교환기(110)는 공기 송풍을 위한 팬(미도시)을 더 구비할 수 있다.
실내측 열교환기(120)는 실내에 배치되는 열교환기로서, 냉방시 증발기로서 기능하며, 난방시 응축기로서 기능한다.
실내측 열교환기(120)에는 냉매가 유동하기 위한 제2냉매 유동로(121)가 형성되며, 제2냉매 유동로(121)를 지나는 냉매가 외부의 공기와 열교환하여 증발되거나 혹은 응축된다.
실내측 열교환기(120)는 공기 송풍을 위한 팬(미도시)을 더 구비할 수 있다.
본 실시예는 하나의 실외측 열교환기(110)에 대하여 오직 하나의 실내측 열교환기(120)가 마련되는 것으로 도시하고 있지만, 실시예에 따라서는 하나의 실외측 열교환기(110)에 대하여 복수의 실내측 열교환기(120)가 연결될 수 있다.
실내측 열교환기(120)는 부하로서 기능하는 것으로, 실내 냉방 또는 실내 난방을 수행하게 된다.
기액 분리기(200)는 혼합 냉매가 유입되어 기상 냉매와 액상 냉매로 분리되기 위한 것이다. 기액 분리기(200)에 대하여는 후술한다.
제1냉매 배관(151)의 일단부는 실외측 열교환기(110)의 제1냉매 유동로(111)의 제1단부와 연결되며, 제1냉매 배관(151)의 타단부는 기액 분리기(200)에 연결된다.
제1냉매 배관(151)에는 감압기구인 제1팽창밸브(161)가 마련된다.
제2냉매 배관(152)의 일단부는 실내측 열교환기(120)의 제2냉매 유동로(121)의 제1단부와 연결되며, 제2냉매 배관(152)의 타단부는 기액 분리기(200)에 연결된다.
제2냉매 배관(152)에 감압기구인 제2팽창밸브(162)가 마련된다.
제3냉매 배관(153)의 일단부는 압축기(130)의 입구(구체적으로는 제2입구 포트(131a-2))에 연결되며, 제3냉매 배관(153)의 타단부는 기액 분리기(200)에 연결된다.
제3냉매 배관(153)에 감압기구인 제3팽창밸브(163)가 마련된다.
제4냉매 배관(154)의 일단부는 실외측 열교환기(110)의 제1냉매 유동로(111)의 제2단부와 연결되며, 제4냉매 배관(154)의 타단부는 4방밸브(170)에 연결된다.
제5냉매 배관(155)의 일단부는 실내측 열교환기(120)의 제2냉매 유동로(121)의 제2단부와 연결되며, 제5냉매 배관(155)의 타단부는 4방밸브(170)에 연결된다.
4방밸브(170)는 냉방 모드와 난방 모드에 따라 냉매의 유동 방향을 변경시킨다.
4방밸브(170)는, 냉방 모드에서, 압축기(130)의 출구(구체적으로는 출구 포트(131b))와 제4냉매 배관(154)의 타단부를 서로 연결시키며, 아울러 제5냉매 배관(155)의 타단부와 압축기(130)의 입구(구체적으로는 제1입구 포트(131a-1))를 서로 연결시킨다.
4방밸브(170)는, 난방 모드에서, 압축기(130)의 출구(구체적으로는 출구 포트(131b))와 제5냉매 배관(155)의 타단부를 서로 연결시키며, 아울러 압축기(130)의 입구(구체적으로는 제1입구 포트(131a-1))와 제4냉매 배관(154)의 타단부를 서로 연결시킨다.
도 1에서 실선 화살표는 냉방 모드시의 냉매 유동 방향을 표시한 것이며, 점선 화살표는 난방 모드시의 냉매 유동 방향을 표시한 것이다.
다음으로 기액 분리기(200)에 대하여 상세히 설명한다.
기액 분리기(200)는, 실린더형 본체(230)와, 제1하부 덮개(210)와, 제2하부 덮개(210)와, 상부 덮개(240) 등을 포함한다.
실린더형 본체(230)는 상하로 연장되는 실린더 형태이다.
실린더형 본체(230)의 개방된 하부는 제1하부 덮개(210)와 제2하부 덮개(210)에 의하여 밀폐된다.
실린더형 본체(230)의 개방된 상부는 상부 덮개(240)에 의하여 밀폐된다.
제1하부 덮개(210)는 용기 형태로서 실린더형 본체(230)의 하단부에 결합된다.
제1하부 덮개(210)는 제1바닥판(211)과 제1바닥용 벽체(212)와 격벽(213)과 제1나선형 수직판(214)과 수직 관통관(215)을 포함한다.
제1바닥판(211)은 원판 형태로서 가장자리에 통공(211a)이 형성된다.
제1바닥용 벽체(212)는, 제1바닥판(211)의 가장자리에서 상부로 연장되어 제1바닥판(211)과 함께 상부가 개방된 용기 형태를 형성하며, 상단부가 실린더형 본체(210)의 하단부와 결합된다.
격벽(213)은 제1바닥판(211)에서 상부로 연장되어 제1바닥판(211)과 제1바닥용 벽체(212)에 의하여 형성되는 용기 형태의 공간을, 통공(211a)이 위치하는 기상 냉매 유동 영역(213a)과 통공(211a)이 위치하지 않는 액상 냉매 유동 영역으로 구분한다.
여기에서 기상 냉매 유동 영역(213a)은 통공(211a)과 함께 기상 냉매가 상하로 유동하는 통로 역할을 할 뿐만 아니라 후술하는 제1냉매 유동용 배관(250)의 제1유출관(253)과 제2냉매 유동용 배관(260)의 제2유출관(263)이 상하 방향으로 지나는 통로 역할을 한다.
제1나선형 수직판(214)은 액상 냉매 유동 영역의 제1바닥판(211)의 상면에 입설된다.
제1나선형 수직판(214)은 도 6과 같이 수직판이 평면상 나선형(태엽 형태)으로 감긴 형태이며, 액상 냉매 유동 영역에 위치한 제1바닥판(211)의 상부에 입설되어 제1바닥판(211)의 액상 냉매 유동 영역에 제1나선형 냉매 유동로(214a)를 형성한다.
수직 관통관(215)은 상하가 개방된 관 형태로 제1바닥판(211)의 중앙부를 수직방향으로 관통한다.
수직 관통관(215)의 상단은 제1나선형 수직판(250)의 높이보다 낮은 높이로 제1나선형 수직판(250)의 중앙부에 배치된다.
이와 같은 수직 관통관(215)의 상단은 제1하부 덮개(210)에서의 혼합 냉매의 수위를 결정하는 역할을 한다.
수직 관통관(215)의 하단은 후술하는 제2나선형 수직판(224)의 중앙부에 배치된다.
제2하부 덮개(220)는 용기 형태로서 제1하부 덮개(210)의 하단부에 결합된다.
제2하부 덮개(220)는 제2바닥판(221)과 제2바닥용 벽체(222)와 제2나선형 수직판(224)을 포함한다.
제2바닥판(221)은 원판 형태이다.
제2바닥용 벽체(222)는, 제2바닥판(221)의 가장자리에서 상부로 연장되어 제2바닥판(221)과 함께 상부가 개방된 용기 형태를 형성하며, 상단부가 제1하부 덮개(210)의 하단부 가장자리에 결합된다.
제2나선형 수직판(224)은 제2바닥판(221)의 상면에 입설된다.
제2나선형 수직판(224)은 도 7과 같이 수직판이 평면상 나선형(태엽 형태)으로 감긴 형태이며, 제2바닥판(221)의 상면에 입설되어 제2바닥판(221)의 상부에 제2나선형 냉매 유동로(224a)를 형성한다.
또한 제2나선형 수직판(224)의 중앙부에는 수직 관통관(215)의 하단이 배치된다.
상부 덮개(240)는 실린더형 본체(230)의 상단부에 결합된다.
상부 덮개(240)에는 제1냉매 유동용 배관(250), 제2냉매 유동용 배관(260), 기상 냉매 배출용 배관(270)이 관통하는 형태로 배치된다.
도 2 및 도 3에서 제1냉매 유동용 배관(250)과 제2냉매 유동용 배관(260)은 도시의 편의와 이해의 편의를 위하여 라인과 기호 형태로 표현하였으며, 기상 냉매 배출용 배관(270)은 단면 형태로 표현하였다.
제1냉매 유동용 배관(250)은, 제1삽입관(251)과 제1유입관(252)과 제1유출관(253)과 제1유입관용 체크밸브 부재(252a)와 제1유출관용 체크밸브 부재(253a)를 포함한다.
제1삽입관(251)은 상부 덮개(240)를 관통하는 형태로 배치되며 상단부가 제1냉매 배관(151)의 타단부와 연결된다.
제1삽입관(251)의 하단부로부터 제1유입관(252)과 제1유출관(253)이 분기된다.
제1유입관(252)은 상단부가 제1삽입관(251)의 하단부에 연결되며 하단부가 제1나선형 수직판(214)의 수평방향 외측에 배치된다.
즉 제1유입관(252)의 하단은 제1하부 덮개(210)의 내부에 배치된다.
제1유입관(252)에 제1유입관용 체크밸브 부재(252a)가 마련된다.
제1유입관용 체크밸브 부재(252a)는 기액 분리기(200)로 유입되는 방향으로의 냉매 유동만을 허용하는 체크밸브로서, 체크밸브는 주지의 기술이다.
제1유출관(253)은 상단부가 제1삽입관(251)의 하단부에 연결되며 중간부가 통공(211a)을 지나며 하단부가 제2나선형 수직판(224)의 수평방향 외측에 배치된다.
즉 제1유출관(253)의 하단은 제2하부 덮개(220)의 내부에 배치된다.
제1유출관(253)에 제1유출관용 체크밸브 부재(253a)가 마련된다.
제1유출관용 체크밸브 부재(253a)는 기액 분리기(200)로부터 유출되는 방향으로의 냉매 유동만을 허용하는 체크밸브이다.
제2냉매 유동용 배관(260)은, 제2삽입관(261)과 제2유입관(262)과 제2유출관(263)과 제2유입관용 체크밸브 부재(262a)와 제2유출관용 체크밸브 부재(263a)를 포함한다.
제2삽입관(261)은 상부 덮개(240)를 관통하는 형태로 배치되며 상단부가 제2냉매 배관(152)의 타단부와 연결된다.
제2삽입관(261)의 하단부로부터 제2유입관(262)과 제2유출관(263)이 분기된다.
제2유입관(262)은 상단부가 제2삽입관(261)의 하단부에 연결되며 하단부가 제1나선형 수직판(214)의 수평방향 외측에 배치된다.
즉 제2유입관(262)의 하단은 제1하부 덮개(210)의 내부에 배치된다.
제2유입관(262)에 제2유입관용 체크밸브 부재(262a)가 마련된다.
제2유입관용 체크밸브 부재(262a)는 냉매가 기액 분리기(200)로 유입되는 방향으로의 유동만을 허용하는 체크밸브이다.
제2유출관(263)은 상단부가 제2삽입관(261)의 하단부에 연결되며 중간부가 통공(211a)을 지나며 하단부가 제2나선형 수직판(224)의 수평방향 외측에 배치된다.
즉 제2유출관(263)의 하단은 제2하부 덮개(220)의 내부에 배치된다.
제2유출관(263)에 제2유출관용 체크밸브 부재(263a)가 마련된다.
제2유출관용 체크밸브 부재(263a)는 냉매가 기액 분리기(200)로부터 유출되는 방향으로의 유동만을 허용하는 체크밸브이다.
기상 냉매 배출용 배관(270)은, 상부 덮개(214)를 관통하는 형태로 배치되며 상단부가 제3냉매 배관(153)의 타단부와 연결되며 하단부가 실린더형 본체(210)의 내부 상부에 배치된다.
기상 냉매 배출용 배관(270)의 하단부에는, 복수의 구멍(271a)이 형성된 볼 형태 필터(271)가 장착되어 있다.
볼 형태 필터(271)는 액상 냉매의 액적이 기상 냉매 배출용 배관(270)으로 배출되는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기와 같은 본 LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템의 작동을 설명한다.
냉방 모드를 기준으로 설명한다.
LOW GWP 냉매는 압축기(130), 4방밸브(170), 제4냉매 배관(154), 실외측 열교환기(110), 제1팽창밸브(161)가 마련된 제1냉매 배관(151), 기액 분리기(200), 제2팽창밸브(162)가 마련된 제2냉매 배관(152), 실내측 열교환기(120), 제5냉매 배관(155), 4방밸브(170), 압축기(130)로 순환하면서 압축, 응축, 제1팽창, 제2팽창, 증발의 사이클을 이루게 된다.
이때 압축기(130)에서 토출된 고온고압의 냉매는 실외측 열교환기(110)를 지나면서 응축된다.
실외측 열교환기(110)를 지나면서 응축된 액상 냉매는, 제1팽창밸브(161)를 지나면서 1차로 팽창된 후 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합된 혼합 냉매의 형태로서 제1냉매 유동용 배관(250)을 통하여 기액 분리기(200)의 내부로 유입된다.
즉 제1냉매 유동용 배관(250)을 통하여 유입되는 냉매는 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합된 혼합 냉매이다.
이와 같이 유입된 혼합 냉매의 액상 성분은, 제1냉매 유동용 배관(250)의 제1삽입관(251)과 제1유입관(252)을 통하여 제1하부 덮개(210)로 유입된 후, 제1나선형 수직판(214)의 수평방향 외측에서 제1나선형 냉매 유동로(214a)를 따라 비교적 긴 유동 경로 및 비교적 긴 체류시간을 가지면서 유동하여 제1나선형 수직판(214)의 중앙부로 유동한 후(도 4의 화살표 방향을 따라 유동한 후), 제1나선형 수직판(214)의 중앙부에서 수직 관통관(215)으로 월류하여 제2하부 덮개(220)의 중앙부로 유입된 후, 제2나선형 수직판(224)의 중앙부에서 제2나선형 냉매 유동로(224a)를 따라 비교적 긴 유동 경로 및 비교적 긴 체류시간을 가지면서 유동하여 제2나선형 수직판(224)의 수평방향 외측으로 유동한 후(도 5의 화살표 방향을 따라 유동한 후), 제2냉매 유동용 배관(260)의 제2유출관(262) 및 제2삽입관(261)을 통하여 제2팽창밸브(162)가 마련된 제2냉매 배관(152)으로 유출된다.
이때 제1유입관용 체크밸브 부재(252a)와 제1유출관용 체크밸브 부재(253a)는 제1냉매 유동용 배관(250)의 제1유입관(252)을 통한 기액 분리기(200) 내부로의 냉매 유동만을 허용한다.
또한 제2유입관용 체크밸브 부재(262a)와 제2유출관용 체크밸브 부재(263a)는 제2냉매 유동용 배관(260)의 제2유출관(263)을 통한 기액 분리기(200) 외부로의 냉매 유동만을 허용한다.
또한 이와 같이 유입된 혼합 냉매의 기상 성분은, 제1나선형 수직판(214)의 수평방향 외측에서 제1나선형 냉매 유동로(214a)를 따라 제1나선형 수직판(214)의 중앙부까지와 제2나선형 수직판(224)의 중앙부에서 제2나선형 냉매 유동로(224a)를 따라 제2나선형 수직판(224)의 수평방향 외측까지의 비교적 긴 유동 경로 및 비교적 긴 체류시간을 가지면서 유동하면서 액상 성분으로부터 분리되어 기상 냉매 배출용 배관(270)을 통하여 제3팽창밸브(163)가 마련된 제3냉매 배관(153)으로 유출되어, 압축기(130)의 입구(구체적으로는 제2입구 포트(131a-2))로 공급되어 재압축된다.
이때 제2하부 덮개(220)를 지나면서 분리되는 기상 냉매는 제1하부 덮개(210)의 통공(211a)과 기상 냉매 유동 영역(213a)을 통과하여 실린더형 본체(230)의 상부로 이동한 후 기상 냉매 배출용 배관(270)을 통하여 배출된다.
또한 기상 냉매가 기상 냉매 배출용 배관(270)을 통하여 배출될 때, 기상 냉매에 일부 혼재할 수 있는 액상 냉매의 액적은 볼 형태 필터(271)의 구멍(271a)에 걸러지도록 하여 액상 냉매가 압축기(130)로 유입되어 압축 효율이 저하되는 것을 방지한다.
이와 같이 제1냉매 유동용 배관(250)을 통하여 유입된 혼합 냉매는 비교적 긴 유동 경로 및 비교적 긴 체류시간의 제1나선형 냉매 유동로(214a) 및 제2나선형 냉매 유동로(224a)를 지나면서 기상 성분과 액상 성분이 분리될 수 있어 기상 성분과 액상 성분이 확실히 분리될 수 있다.
이와 같이 기액 분리기(200)에서 분리된 액상 냉매는 제2팽창밸브(162)를 지나면서 2차로 팽창된 후, 실내측 열교환기(120)를 지나면서 증발되어 기상 냉매로 변환되면서 실내 냉방을 수행한다. 이때 액상 냉매는 2번의 팽창을 거치기 때문에, 1번의 팽창에 비하여 압력이 더 낮아지는 효과가 있다.
또한 압축기(130)는 실내측 열교환기(120)를 거친 저압의 기상 냉매가 유입되는 동시에, 기액 분리기(200)에서 분리된 중압의 기상 냉매가 유입되므로, 압축기(130)에 걸리는 부하가 감소될 수 있다.
상기와 같이 본 실시예는 기액 분리기(200)에서 기상 냉매와 액상 냉매가 확실히 분리되어 LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템의 열효율을 높일 수 있다.
다음으로 난방 모드를 기준으로 설명한다.
LOW GWP 냉매는 압축기(130), 4방밸브(170), 제5냉매 배관(155), 실내측 열교환기(120), 제2팽창밸브(162)가 마련된 제2냉매 배관(152), 기액 분리기(200), 제1팽창밸브(161)가 마련된 제1냉매 배관(151), 실외측 열교환기(110), 제4냉매 배관(154), 4방밸브(170), 압축기(130)로 순환하면서 압축, 응축, 제1팽창, 제2팽창, 증발의 사이클을 이루게 된다.
이때 압축기(130)에서 토출된 고온고압의 냉매는 실내측 열교환기(120)를 지나면서 응축되어 실내 난방을 수행한다.
실내측 열교환기(120)를 지나면서 응축된 액상 냉매는, 제2팽창밸브(162)를 지나면서 1차로 팽창된 후 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합된 혼합 냉매의 형태로서 제2냉매 유동용 배관(260)을 통하여 기액 분리기(200)의 내부로 유입된다.
즉 제2냉매 유동용 배관(260)을 통하여 유입되는 냉매는 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합된 혼합 냉매이다.
이와 같이 유입된 혼합 냉매의 액상 성분은, 제2냉매 유동용 배관(260)의 제2삽입관(261)과 제2유입관(262)을 통하여 제1하부 덮개(210)로 유입된 후, 제1나선형 수직판(214)의 수평방향 외측에서 제1나선형 냉매 유동로(214a)를 따라 비교적 긴 유동 경로 및 비교적 긴 체류시간을 가지면서 유동하여 제1나선형 수직판(214)의 중앙부로 유동한 후(도 4의 화살표 방향을 따라 유동한 후), 제1나선형 수직판(214)의 중앙부에서 수직 관통관(215)으로 월류하여 제2하부 덮개(220)의 중앙부로 유입된 후, 제2나선형 수직판(224)의 중앙부에서 제2나선형 냉매 유동로(224a)를 따라 비교적 긴 유동 경로 및 비교적 긴 체류시간을 가지면서 유동하여 제2나선형 수직판(224)의 수평방향 외측으로 유동한 후(도 5의 화살표 방향을 따라 유동한 후), 제1냉매 유동용 배관(250)의 제1유출관(252) 및 제1삽입관(251)을 통하여 제1팽창밸브(161)가 마련된 제1냉매 배관(151)으로 유출된다.
이때 제2유입관용 체크밸브 부재(262a)와 제2유출관용 체크밸브 부재(263a)는 제2냉매 유동용 배관(260)의 제2유입관(262)을 통한 기액 분리기(200) 내부로의 냉매 유동만을 허용한다.
또한 제1유입관용 체크밸브 부재(252a)와 제1유출관용 체크밸브 부재(253a)는 제1냉매 유동용 배관(250)의 제1유출관(253)을 통한 기액 분리기(200) 외부로의 냉매 유동만을 허용한다.
또한 이와 같이 유입된 혼합 냉매의 기상 성분은, 제1나선형 수직판(214)의 수평방향 외측에서 제1나선형 냉매 유동로(214a)를 따라 제1나선형 수직판(214)의 중앙부까지와 제2나선형 수직판(224)의 중앙부에서 제2나선형 냉매 유동로(224a)를 따라 제2나선형 수직판(224)의 수평방향 외측까지의 비교적 긴 유동 경로 및 비교적 긴 체류시간을 가지면서 유동하면서 액상 성분으로부터 분리되어 기상 냉매 배출용 배관(270)을 통하여 제3팽창밸브(163)가 마련된 제3냉매 배관(153)으로 유출되어, 압축기(130)의 입구(구체적으로는 제2입구 포트(131a-2))로 공급되어 재압축된다.
이때 제2하부 덮개(220)를 지나면서 분리되는 기상 냉매는 제1하부 덮개(210)의 통공(211a)과 기상 냉매 유동 영역(213a)을 통과하여 실린더형 본체(230)의 상부로 이동한 후 기상 냉매 배출용 배관(270)을 통하여 배출된다.
또한 기상 냉매가 기상 냉매 배출용 배관(270)을 통하여 배출될 때, 기상 냉매에 일부 혼재할 수 있는 액상 냉매의 액적은 볼 형태 필터(271)의 구멍(271a)에 걸러지도록 하여 액상 냉매가 압축기(130)로 유입되어 압축 효율이 저하되는 것을 방지한다.
이와 같이 제2냉매 유동용 배관(260)을 통하여 유입된 혼합 냉매는 비교적 긴 유동 경로 및 비교적 긴 체류시간의 제1나선형 냉매 유동로(214a)와 제2나선형 냉매 유동로(224a)를 지나면서 기상 성분과 액상 성분이 분리될 수 있어 기상 성분과 액상 성분이 확실히 분리될 수 있다.
이와 같이 기액 분리기(200)에서 분리된 액상 냉매는 제1팽창밸브(161)를 지나면서 2차로 팽창된 후, 실외측 열교환기(110)를 지나면서 증발되어 기상 냉매로 변환된다. 이때 액상 냉매는 2번의 팽창을 거치기 때문에, 1번의 팽창에 비하여 압력이 더 낮아지는 효과가 있다.
또한 압축기(130)는 실외측 열교환기(110)를 거친 저압의 기상 냉매가 유입되는 동시에, 기액 분리기(200)에서 분리된 중압의 기상 냉매가 유입되므로, 압축기(130)에 걸리는 부하가 감소될 수 있다.
상기와 같이 본 실시예는 기액 분리기(200)에서 기상 냉매와 액상 냉매가 확실히 분리되어 LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템의 열효율을 높일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 실외측 열교환기 111 : 제1냉매 유동로
120 : 실내측 열교환기 121 : 제2냉매 유동로
130 : 압축기
151 : 제1냉매 배관 152 : 제2냉매 배관
153 : 제3냉매 배관 154 : 제4냉매 배관
161 : 제1팽창밸브 162 : 제2팽창밸브
163 : 제3팽창밸브
170 : 4방밸브
200 : 기액 분리기
210 : 제1하부 덮개 211 : 제1바닥판
211a : 통공 212 : 제1바닥용 벽체
213 : 격벽 214 : 제1나선형 수직판
214a : 제1나선형 냉매 유동로 215 : 수직 관통관
220 : 제2하부 덮개 221 : 제2바닥판
222 : 제2바닥용 벽체 224 : 제2나선형 수직판
224a : 제2나선형 냉매 유동로
230 : 실린더형 본체
240 : 상부 덮개
250 : 제1냉매 유동용 배관 251 : 제1삽입관
252 : 제1유입관 252a : 제1유입관용 체크밸브 부재
253 : 제1유출관 253a : 제1유출관용 체크밸브 부재
260 : 제2냉매 유동용 배관 261 : 제2삽입관
262 : 제2유입관 262a : 제2유입관용 체크밸브 부재
263 : 제2유출관 263a : 제2유출관용 체크밸브 부재
270 : 기상 냉매 배출용 배관 271 : 볼 형태 필터
120 : 실내측 열교환기 121 : 제2냉매 유동로
130 : 압축기
151 : 제1냉매 배관 152 : 제2냉매 배관
153 : 제3냉매 배관 154 : 제4냉매 배관
161 : 제1팽창밸브 162 : 제2팽창밸브
163 : 제3팽창밸브
170 : 4방밸브
200 : 기액 분리기
210 : 제1하부 덮개 211 : 제1바닥판
211a : 통공 212 : 제1바닥용 벽체
213 : 격벽 214 : 제1나선형 수직판
214a : 제1나선형 냉매 유동로 215 : 수직 관통관
220 : 제2하부 덮개 221 : 제2바닥판
222 : 제2바닥용 벽체 224 : 제2나선형 수직판
224a : 제2나선형 냉매 유동로
230 : 실린더형 본체
240 : 상부 덮개
250 : 제1냉매 유동용 배관 251 : 제1삽입관
252 : 제1유입관 252a : 제1유입관용 체크밸브 부재
253 : 제1유출관 253a : 제1유출관용 체크밸브 부재
260 : 제2냉매 유동용 배관 261 : 제2삽입관
262 : 제2유입관 262a : 제2유입관용 체크밸브 부재
263 : 제2유출관 263a : 제2유출관용 체크밸브 부재
270 : 기상 냉매 배출용 배관 271 : 볼 형태 필터
Claims (1)
- LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템에 있어서 :
입구로 유입된 냉매를 압축하여 출구로 배출하는 압축기(130)와 ;
제1냉매 유동로가 형성되며 실외에 배치되는 실외측 열교환기(110)와 ;
제2냉매 유동로가 형성되며 실내에 배치되는 실내측 열교환기(120)와 ;
냉매가 유입되어 기상 냉매와 액상 냉매로 분리되는 기액 분리기(200)와 ;
일단부가 상기 실외측 열교환기(110)의 제1냉매 유동로의 제1단부와 연결되며 타단부가 상기 기액 분리기(200)에 연결되는 제1냉매 배관(151)과 ;
일단부가 상기 실내측 열교환기(120)의 제2냉매 유동로의 제1단부와 연결되며 타단부가 상기 기액 분리기(200)에 연결되는 제2냉매 배관(152)과 ;
일단부가 상기 압축기의 입구에 연결되며 타단부가 상기 기액 분리기에 연결되는 제3냉매 배관(153)과 ;
일단부가 상기 실외측 열교환기(110)의 제1냉매 유동로의 제2단부와 연결되는 제4냉매 배관(154)과 ;
일단부가 상기 실내측 열교환기(120)의 제2냉매 유동로의 제2단부와 연결되는 제5냉매 배관(155)과 ;
상기 제1냉매 배관(151)에 마련되는 제1팽창밸브(161)와 ;
상기 제2냉매 배관(152)에 마련되는 제2팽창밸브(162)와 ;
상기 제3냉매 배관(153)에 마련되는 제3팽창밸브(163)와 ;
냉방 모드에서 상기 압축기(130)의 출구와 상기 제4냉매 배관(154)의 타단부를 서로 연결시키는 동시에 상기 제5냉매 배관(155)의 타단부와 상기 압축기(130)의 입구를 서로 연결시키며, 난방 모드에서 상기 압축기(130)의 출구와 상기 제5냉매 배관(155)의 타단부를 서로 연결시키는 동시에 상기 압축기(130)의 입구와 상기 제4냉매 배관(154)의 타단부를 서로 연결시키는 4방밸브(170) ;
를 포함하며 :
상기 기액 분리기(200)는 ;
상하로 연장되는 실린더 형태의 실런더형 본체(230)와 ;
가장자리에 통공(211a)이 형성되는 원판 형태의 제1바닥판(211)과, 상기 제1바닥판(211)의 가장자리에서 상부로 연장되어 상기 제1바닥판(211)과 함께 상부가 개방된 용기 형태를 형성하며 상단부가 상기 실린더형 본체(230)의 하단부에 결합되는 제1바닥용 벽체(212)와, 상기 제1바닥판(211)에서 상부로 연장되어 상기 제1바닥판(211)과 상기 제1바닥용 벽체(212)에 의하여 형성되는 용기 형태의 공간을 상기 통공(211a)이 위치하는 기상 냉매 유동 영역(213a)과 상기 통공(211a)이 위치되지 않는 액상 냉매 유동 영역으로 구분하는 격벽(213)과, 수직판이 평면상 나선형으로 감긴 형태로서 상기 액상 냉매 유동 영역의 상기 제1바닥판(211)의 상면에 입설되어 상기 액상 냉매 유동 영역에 제1나선형 냉매 유동로를 형성하는 제1나선형 수직판(214)과, 상하가 개방된 관 형태로 상기 제1바닥판(211)의 중앙부를 수직방향으로 관통하며 상단이 상기 제1나선형 수직판(214)의 높이보다 낮은 높이로 상기 제1나선형 수직판(214)의 중앙부에 배치되는 수직 관통관(215)을 포함하는 제1하부 덮개(210)와 ;
원판 형태의 제2바닥판(221)과, 상기 제2바닥판(221)의 가장자리에서 상부로 연장되어 상기 제2바닥판(221)과 함께 상부가 개방된 용기 형태를 형성하며 상단부가 상기 제1하부 덮개(210)의 하단부 가장자리에 결합되는 제2바닥용 벽체(222)와, 수직판이 평면상 나선형으로 감긴 형태로서 상기 제2바닥판의 상면에 입설되어 상기 제2바닥판의 상부에 제2나선형 냉매 유동로를 형성하며 상기 수직 관통관(215)의 하단이 중앙부에 배치되는 제2나선형 수직판(224)을 포함하는 제2하부 덮개(220)와 ;
상기 실린더형 본체(230)의 상단부에 결합되는 상부 덮개(214)와 ;
상기 상부 덮개(214)를 관통하는 형태로 배치되며 상단부가 상기 제1냉매 배관(151)의 타단부와 연결되는 제1삽입관(251)과, 상단부가 상기 제1삽입관(251)의 하단부에 연결되며 하단부가 상기 제1나선형 수직판(214)의 수평방향 외측에 배치되는 제1유입관(252)과, 상단부가 상기 제1삽입관(251)의 하단부에 연결되며 중간부가 상기 통공을 지나며 하단부가 상기 제2나선형 수직판(224)의 수평방향 외측에 배치되는 제1유출관(253)과, 상기 제1유입관(252)에 마련되어 냉매가 상기 기액 분리기로 유입되는 방향으로의 유동만을 허용하는 제1유입관용 체크밸브 부재(252a)와, 상기 제1유출관(253)에 마련되어 냉매가 상기 기액 분리기로부터 유출되는 방향으로의 유동만을 허용하는 제1유출관용 체크밸브 부재(253a)를 포함하는 제1냉매 유동용 배관(250)과 ;
상기 상부 덮개(214)를 관통하는 형태로 배치되며 상단부가 상기 제2냉매 배관(152)의 타단부와 연결되는 제2삽입관(261)과, 상단부가 상기 제2삽입관(261)의 하단부에 연결되며 하단부가 상기 제1나선형 수직판(214)의 수평방향 외측에 배치되는 제2유입관(262)과, 상단부가 상기 제2삽입관(261)의 하단부에 연결되며 중간부가 상기 통공을 지나며 하단부가 상기 제2나선형 수직판(224)의 수평방향 외측에 배치되는 제2유출관(263)과, 상기 제2유입관(262)에 마련되어 냉매가 상기 기액 분리기로 유입되는 방향으로의 유동만을 허용하는 제2유입관용 체크밸브 부재(262a)와, 상기 제2유출관(263)에 마련되어 냉매가 상기 기액 분리기로부터 유출되는 방향으로의 유동만을 허용하는 제2유출관용 체크밸브 부재(263a)를 포함하는 제2냉매 유동용 배관(260)과 ;
상기 상부 덮개(214)를 관통하는 형태로 배치되며 상단부가 상기 제3냉매 배관(153)의 타단부와 연결되며 하단부가 상기 실린더형 본체(230)의 내부 상부에 배치되는 기상 냉매 배출용 배관(270)과 ;
상기 기상 냉매 배출용 배관(270)의 하단에 장착되며 복수의 구멍이 형성된 볼 형태 필터(271) ;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 LOW GWP 냉매를 사용하는 EHP형 냉난방시스템.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220058681A KR102422490B1 (ko) | 2022-05-13 | 2022-05-13 | Low gwp 냉매를 사용하는 ehp형 냉난방시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220058681A KR102422490B1 (ko) | 2022-05-13 | 2022-05-13 | Low gwp 냉매를 사용하는 ehp형 냉난방시스템 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102422490B1 true KR102422490B1 (ko) | 2022-07-18 |
Family
ID=82700967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220058681A KR102422490B1 (ko) | 2022-05-13 | 2022-05-13 | Low gwp 냉매를 사용하는 ehp형 냉난방시스템 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102422490B1 (ko) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4810988B1 (ko) | 1969-05-31 | 1973-04-09 | ||
JPH0170067U (ko) * | 1987-10-29 | 1989-05-10 | ||
JP2001241780A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍空調装置 |
JP2002013845A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Mitsubishi Electric Corp | 油分離器、冷凍サイクル装置およびその油分離方法 |
JP2010181090A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | 気液分離器及びこの気液分離器を搭載した冷凍サイクル装置 |
JP2017020660A (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | アイシン精機株式会社 | 気液分離装置 |
-
2022
- 2022-05-13 KR KR1020220058681A patent/KR102422490B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4810988B1 (ko) | 1969-05-31 | 1973-04-09 | ||
JPH0170067U (ko) * | 1987-10-29 | 1989-05-10 | ||
JP2001241780A (ja) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Mitsubishi Electric Corp | 冷凍空調装置 |
JP2002013845A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Mitsubishi Electric Corp | 油分離器、冷凍サイクル装置およびその油分離方法 |
JP2010181090A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | 気液分離器及びこの気液分離器を搭載した冷凍サイクル装置 |
JP2017020660A (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | アイシン精機株式会社 | 気液分離装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103380337B (zh) | 液相汽相分离设备 | |
JP5143040B2 (ja) | 気液分離器及びこの気液分離器を搭載した冷凍サイクル装置 | |
EP2479517B1 (en) | Air conditioner | |
KR102198311B1 (ko) | 공기조화시스템 | |
KR101797176B1 (ko) | 대체냉매적용 공조시스템의 내부 열교환기 이중관 구조 | |
JP2007162988A (ja) | 蒸気圧縮式冷凍サイクル | |
JP4118254B2 (ja) | 冷凍装置 | |
JP4400522B2 (ja) | エジェクタ式冷凍サイクル | |
KR101092692B1 (ko) | 이코노마이저 및 이를 구비하는 다단 압축식 냉동기 | |
KR102422490B1 (ko) | Low gwp 냉매를 사용하는 ehp형 냉난방시스템 | |
KR102101694B1 (ko) | 분배기 및 이를 포함하는 공기 조화기 | |
CN110411047B (zh) | 制冷系统 | |
US11852385B2 (en) | Open cycle cooling system | |
KR102422488B1 (ko) | BIO-CO2 냉매를 사용하는 Net-zero 냉난방시스템 | |
KR102403129B1 (ko) | 기액분리기 | |
KR101704819B1 (ko) | 리시버 드라이어를 갖는 응축기 | |
KR100770594B1 (ko) | 냉난방 겸용 공기조화기 | |
US11988424B2 (en) | Device having refrigerant cycle | |
KR100839078B1 (ko) | 냉매 사이클 장치 | |
JP6744062B2 (ja) | 圧縮機及びそれを備える冷暖房型冷凍装置、冷房専用型冷凍装置 | |
KR102106003B1 (ko) | 공기조화기 | |
US11768021B2 (en) | Refrigerator based on molecular sieve | |
CN114207363B (zh) | 使用非共沸混合制冷剂的制冷系统 | |
KR20240039436A (ko) | 압축기로의 냉매 인젝션을 수행하는 공기조화기 | |
JPH04268165A (ja) | 二段圧縮冷凍サイクル装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |