KR19990084735A - 항온 제습기능이 구비된 창문형 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기온이 높지 않을 때, 온도는 낮추지 않고 제습기로만 사용할 수 있는 기능이 구비된 창문형 공기조화기에 관한 것으로, 압축기, 응축기, 모세관, 그리고 증발기로 이루어지는 기존의 냉매 순환 과정에서, 압축기(10)와 응축기(20) 사이와, 모세관(30)과 증발기(40) 사이에 전자변(121)을 부착한 바이패스관(120)을 두어, 제습운전시에는 압축기(10)를 통과한 고온고압의 냉매중 일부가, 전자변(121)의 제어에 의하여 바이패스관(120)이 개방되어, 그를 통해서 그대로 열교환기(60)의 후반부로 유입되어 재열부(150)를 이루고, 응축기(20)와 모세관(30a)을 통과한 정상적인 냉각 작용에 의해 온도가 낮아진 냉매는 열교환기(60)의 전반부로 유입되어 제습부(140)를 이루어, 열교환기(60)로 들어온 실내의 공기가, 제습부(140)에서 제습 및 냉각되고, 재열부(150)에서, 제습 및 냉각된 공기의 온도를 다시 상승시켜, 실내 온도의 변화가 일어나지 않고 제습만 시킬 수 있는 특징을 가지는 것이다.

Description

항온 제습기능이 구비된 창문형 공기조화기

본 발명은 온도는 낮추지 않고 제습기로만 사용할 수 있는 기능이 구비된 창문형 공기조화기에 관한 것으로, 압축기와 응축기 사이와, 증발기와 모세관 사이에 전자변을 부착한 바이패스관을 두어, 제습운전시에는 압축기를 통과한 고온고압의 냉매중 일부가 그대로 열교환기로 유입되어, 냉매의 나머지 일부의 작용에 의해 내려간 온도를 다시 상승시킴으로써 항온 제습기능을 수행하는 창문형 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 냉매를 압축-응축-팽창-증발시키는 과정에 의하여 실내를 목적하는 냉방상태로 공조시키고 있다.

한 예로 창문형 공기조화기는 실외측에 설치된 압축기에서 냉매를 고온고압으로 압축시켜 응축기로 보내고, 이 응축기에서 응축, 액화된 냉매는 모세관을 통과하며 저온저압으로 유지되어 실내측의 증발기에서 뜨거운 실내 공기와 열교환하고 기체상태로 되어 다시 압축기로 재흡입되는 과정을 반복하며 실내를 냉방시키며, 이 과정에서 제습작용도 동시에 이루어진다.

도 1은 이러한 창문형 공기조화기의 구체적인 일례를 나타낸 것으로, 본체의 내부 중앙부위에 설치된 격벽을 중심으로 실내기와 실외기로 구분하고, 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기(10)와, 이 냉매를 다시 응축, 액화시키는 응축기(20)와, 저온저압의 상태로 만드는 모세관(30), 그리고 증발기(40)로 구성된다.

도 2는 열교환기(60)에서 실내공기가 유입되어 열교환하고 제습되는 모습을 도시한 것으로서, 본 열교환기(60)는 냉매가 지나는 동관(80)과 그 동관(80)이 지나가는 구멍(71)이 있는 핀(70a)으로 구성되며, 도 7에 이 핀(70a)의 구조도를 나타내었다.

이 열교환기(60)로 유입된 입구공기(90)는 저온의 증발기 핀(70a) 표면에 열을 빼앗기고 일정량의 응축수(110)를 발생시키면서, 냉각되고 습도가 낮아진 상태의 출구공기(100)가 되어 실내로 방출되며, 따라서 실내공기의 냉각과 제습기능이 동시에 이루어진다.

열교환기는 2열 이상으로 구성되었을 경우 대부분 첫 번째 열에서 전체능력의 70 ∼ 80%를 발휘하게되므로 제습은 대부분 첫 번째 열에서 행해진다. 열교환기를 지나는 냉매는 온도가 거의 일정하므로 첫 번째 열과 두 번째 열과의 온도는 동일하다. 그러나 실내에서 유입되는 공기온도와 첫번째열의 온도차는 약 15 ∼ 20℃ 정도이므로 응축수가 발생하지만 첫번째 열을 지난 공기온도와 두번째열의 온도차는 약 5 ∼ 10℃정도 이므로 응축수 발생이 적거나 거의 없다. 따라서 제습을 위한 열교환기는 첫번째 열 만으로도 충분하다.

도 3은 종래의 공기조화기의 공기선도를 나타낸다. A점은 입구공기의 상태점으로서 실내 열교환기를 통과하면서 점점 온도가 A'''에서 B'''점으로 하강한다. 계속해서 온도가 하강하다가 B점(노점온도)에 도달하게되면 공기중에 포함되어있던 수증기가 공기와 분리되어 열교환기 표면으로 흘러내린다. 계속 냉각되어 C점에 도달하여 열교환기를 완전히 통과하게된다. 이 과정에서 엔탈피선의 A"에서 C"까지가 냉방열량이 되는데, A"에서 B"까지(응축수가 발생하기 전까지)가 현열량이 되고 B"에서 C"까지(응축수가 발생하는 부분)가 잠열량이 된다. 그리고 A'에서 C'까지가 제습량이 된다. 이렇듯 대부분의 공기조화기의 순환과정은 냉방과 제습이 동시에 이루어지고 있다.

그러나, 계절이나 날씨에 따라서, 기온이 그리 높지 않아서, 냉방은 그다지 필요하지 않고 습기만 제거하고자 할 때에는 공기조화기를 작동시키면 제습은 이루어지나, 동시에, 냉각 기능도 작동하여 실내 온도가 낮아져서 추위를 느끼게된다. 따라서 기온이 높지 않을 때는, 제습기능이 있는 공기조화기가 있으면서도, 제습기를 따로 구입해서 사용하거나 습기를 참아야하는 불편한 점이 있었다.

본 발명은 상기 결점을 해소하기 위한 것으로, 기온이 높지 않을 때, 실내 온도를 낮추지 않으면서 제습기능을 발휘할 수 있는 창문형 공기조화기를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 압축기와 응축기 사이와, 모세관과 증발기 사이에 전자변을 부착한 바이패스관을 두어, 제습운전시에는 압축기를 통과한 고온고압의 냉매중 일부가, 전자변의 제어에 의하여 바이패스관이 개방되어, 그를 통해서 그대로 열교환기의 후반부로 유입되도록 하고, 응축기와 모세관을 통과한 정상적인 냉각 작용에 의해 온도가 낮아진 냉매는 열교환기의 전반부로 유입되도록 하여, 열교환기로 들어온 실내의 공기가, 열교환기의 전반부에서 제습 및 냉각되고, 열교환기의 후반부에서 제습 및 냉각된 공기의 온도를 다시 상승시켜, 실내 온도의 변화가 일어나지 않게 함으로써 달성된다.

도 1은 종래의 창문형 공기조화기의 구성도

도 2는 종래의 열교환기의 사시도

도 3은 종래의 공기조화기의 공기선도

도 4는 본 발명의 창문형 공기조화기의 구성도

도 5는 본 발명의 열교환기의 사시도

도 6은 본 발명의 공기조화기의 공기선도

도 7은 종래의 핀과 본 발명의 핀 구조도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10: 압축기 20: 응축기

30, 30a, 30b: 모세관 40: 증발기

60: 열교환기 70, 70a: 핀

72: 열전달 방지용 구멍 80: 동관

120: 바이패스관 121: 전자변

140: 제습부 150: 재열부

본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4에 본 발명 장치의 구성도를 나타내었다. 전체적인 기본 구성은 기존의 구성과 같으나, 이것에 추가하여 압축기(10)와 응축기(20) 사이와, 모세관(30a, 30b)과 증발기(40) 사이를 연결하는, 전자변(121)이 부착된 바이패스관(120)으로 이루어진다.

계속해서 도 5를 보면, 종래의 순환과정에서 모세관1(30a)을 통과한 저온저압의 냉매는 실내측의 열교환기(60)의 전반부로 유입되어 제습부(140)를 구성하고, 본 발명의 제습운전시 바이패스관(120)을 지나온 고온고압의 냉매는 열교환기(60)의 후반부로 유입되어 재열부(150)를 구성하게된다.

또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 열교환기(60)는 제습운전시 저온인 제습부(140)와 고온인 재열부(150) 사이에 열전도로 인한 열손실을 줄이기 위해 열전달 방지용 구명(72)이 있는 핀(70)으로 구성된다.

이제, 이와 같은 구조를 같는 본 발명인 창문형 공기조화기의 작동을 설명하면 다음과 같다.

일반운전시에는 압축기(10)를 나온 고온고압의 가스냉매가 전자변(121)이 닫혀있기 때문에 전부 응축기(20)로 유입되고, 계속 모세관1(30a)을 지나 증발기(40)로 들어가게 되어 종래의 창문형 공기조화기와 동일한 순환단계를 구성한다.

그러나 제습운전시에는 전자변(121)이 개방된다. 따라서, 압축기(10)를 통과한 냉매중의 일부는 상기의 기존의 순환단계를 거치나, 고온고압의 냉매의 나머지 일부는 바이패스관(120)을 통하여 A점에 도달하게 된다.

이때 모세관2(30b)을 지나는 냉매는, 바이패스관(120)을 통과하여 A점에 도달한 냉매 보다 압력이 낮아서 모세관2(30b)로 역류하지 않게 된다. 또한, 바이패스관(120)을 통과하여 A점에 도달한 냉매는 압력차에 의하여, 모세관2(30b)를 통과하는 것 보다 증발기(40)쪽으로 흐르는 것이 쉽기 때문에 응축기 쪽으로 역류하지 않고 모두 증발기(40)쪽으로 흐르게 된다.

그리하여 기존의 순환단계를 거친 저온저압의 냉매는 상기 증발기(40)를 구성하는 열교환기(60)의 제습부(140)로 유입되고, 바이패스관(120)을 통과하여 A점에 도달한 고온고압의 냉매는 상기 열교환기(60)의 재열부(150)로 유입되게된다.

따라서, 열교환기(60)로 들어온 실내의 공기가 일단, 제습부(140)에서 제습 및 냉각되고, 그 후에 상기 제습부(140)에서 제습 및 냉각된 공기가 재열부(150)에서 다시 온도가 상승하여, 실내 온도의 변화는 거의 일어나지 않으면서 제습작용이 이루어지게 되는 것이다.

그 후에, 제습부(140)와 재열부(150)를 지난 냉매는 다시 압축기(10)로 유입되어 같은 순환작용을 반복하게된다.

제 6도의 공기선도는 종래의 공기조화기의 공기선도에서 재열부(150)로 인해 실내 배출온도가 상승하였음을 보여준다.

이상과 같은 본 발명은 창문형 공기조화기으로서 제습부 및 재열부로 구성된 열교환기에 의해서, 제습부에서 제습 및 냉각된 실내 공기를 재열부에서 온도를 상승시킴으로써 실내 온도는 변화시키지 않고 제습작용만 할 수 있는 효과를 가지는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 압축기, 응축기, 모세관, 증발기로 이루어진 공기조화기에 있어서,

   상기 압축기와 응축기 사이, 그리고 모세관과 증발기 사이를 연결하는 바이패스관과;

   상기 바이패스관에 부착되어 제습운전시 개방되는 전자변으로 구성되고,

   상기 증발기는 상기 압축기, 응축기, 모세관을 지나는 냉매가 유입되는 제습부와, 상기 압축기와 바이패스관을 통과한 냉매가 유입되는 재열부로 구성됨을 특징으로 하는 창문형 공기조화기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 증발기는 상기 제습부와 재열부를 열적으로 분리시키는 열전달 방지용 구멍이 형성된 핀으로 구성됨을 특징으로 하는 창문형 공기조화기.