KR20000021357A - 냉, 난방 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉·난방 장치에 관한 것이다.

본 발명은 압축기, 응축기, 제1교축변, 증발기를 구비하는 통상의 공조 시스템을 형성함에 있어서, 응축기에서 나오는 액 냉매를 교축시키지 아니하고 증발기로 공급하기 위한 액 냉매 공급수단과, 상기 액 냉매 공급수단에 의하여 증발기로 공급된 액 냉매가 압축기에 흡입될 수 있도록 증발기를 통과한 액 냉매를 교축시키기 위한 교축수단을 구비하여 액 냉매가 응축기와 증발기 사이의 제1교축변으로 유입되어 증발기로부터 압축기로 사이클을 형성할 때에 증발기의 저온·저압으로 냉풍이 발생되고, 액 냉매가 응축기에서 증발기로 직접 유입되어 증발기와 압축기 사이의 제2교축변에서 교축하게 될 때에 증발기에서의 고온·고압으로 온풍이 발생되게 하는 것이다.

Description

냉,난방 장치

본 발명은 냉·난방 장치에 관한 것이다.

종래의 냉·온풍기는 석유 및 전기 에너지를 이용하여 가동하는 것으로 기본적인 구성은 실외기가 건물 외부에 배치되는 것이다. 이러한 종래의 냉·온풍기에서 석유를 연료로 사용하는 경우에는 연료비의 지출이 과다하고 취급에 주의를 요하며 집진 설비가 되어 있어도 불완전 연소에 의한 환경 오염을 완벽하게 방지할 수 있는 것은 아니다. 전기 에너지를 이용하는 경우에 콤프레셔의 열을 이용하지만 우리나라의 날씨 특성상 실외의 온도가 5℃ 이하로 내려 갈 때에는 실외에 설치된 실외기에서 차가운 기온 때문에 냉각되어 프레온 가스를 가열시키지 못하므로 콤프레셔가 냉각되어 사용할 수 없게 된다.

본 발명은 본원 출원인에 의하여 특허 등록된 실외기가 없는 에어컨을 이용하여 개발되었으며, 이로서 콤프레셔가 실내에서 가동되므로 콤프레셔가 냉각되는 일이 없게 한 것이다.

이러한 본 발명은 증발기 및 응축기를 동시에 열 프레온 가스 교환기로 사용하며, 응축기에서 나오는 섭씨 55℃의 열을 다시 증발기로 보내서 약 30℃의 증발기 온도와 함하여 실내로 배출되게 하는 것이다.

본 발명의 개략적인 장치도

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 기술적인 특징은 압축기, 응축기, 제1교축변, 증발기를 구비하는 통상의 공조 시스템을 형성함에 있어서, 응축기에서 나오는 액 냉매를 교축시키지 아니하고 증발기로 공급하기 위한 액 냉매 공급수단과, 상기액 냉매 공급수단에 의하여 증발기로 공급된 액 냉매가 압축기에 흡입될 수 있도록 증발기를 통과한 액 냉매를 교축시키기 위한 교축수단을 구비하여 액 냉매가 응축기와 증발기 사이의 제1교축변으로 유입되어 증발기로부터 압축기로 사이클을 형성할 때에 증발기의 저온·저압으로 냉풍이 발생되고, 액 냉매가 응축기에서 증발기로 직접 유입되어 증발기와 압축기 사이의 제2교축변에서 교축하게 될 때에 증발기에서의 고온·고압으로 온풍이 발생되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 압축기, 응축기, 제1교축변에 이르는 고압측 라인과, 제1교축변으로부터 증발기와 압축기로 저압측 라인으로 되는 사이클을 구성하는 통상의 냉동 사이클에 부가하여 액 냉매를 증발기로 공급하기 위하여 고압측 라인과 저압측 라인을 연결하는 또 하나의 고압측 라인과, 이 고압측 라인을 통하여 증발기를 통과한 액 냉매를 기화시키기 위하여 증발기와 압축기 사이에 밸브와 또 하나의 교축변을 구비하면서 밸브직전과 교축변 직후에 접촉되는 바이 패스(by-pass)관을 구비한다.

상기 바이 패스관은 그 목적을 위하여 하나의 밸브가 설치된다.

즉 액 냉매를 증발기로 공급하는 액 냉매 공급수단은 제1고압측 라인에 제1밸브가 형성되고, 응축기와 증발기 사이의 제1교축변과 응축기 사이의 고압측 라인으로부터 분기되면서 제2밸브를 구비하는 제2고압측 라인이 제1교축변과 증발기 사이의 저압측 라인에 접속되어 응축기의 액 냉매를 증발기로 공급하게 된다.

증발기를 통과한 액 냉매를 교축시키기 위한 교축수단은 증발기와 압축기 사이에 형성되는 저압측 라인을 분기하여 어느 한쪽은 제3밸브를 구비하여 저압측 라인으로 연속되게 하고, 다른 한쪽은 제4밸브와 제2교축변을 구비하여 제3밸브가 닫히고 제4밸브가 열리게 됨으로써 교축시키게 된다.

이와 같은 본 발명은 제1밸브와 제3밸브가 열려지고 제2밸브와 제4밸브가 닫혀져 있을 때에 액 냉매가 제1교축변을 통과하여 증발기에서 기화하므로써 냉방을 가동시킬 수 있게 되고, 제1밸브와 제3밸브가 닫히고 제2밸브와 제4밸브가 열려지게 되면 고온 고압의 액냉매가 증발기로 직접 유입되어 난방을 가동시키게 되며, 난방에 사용된 액 냉매는 제2교축변에서 기화되어 압축기에서 압축되는 사이클을 구성하여 냉방과 온방을 선택적으로 가동할 수 있게 된다.

제1밸브·제2밸브·제3밸브·제4밸브는 솔레노이드 밸브가 채택되어 콘크롤 박스에서의 냉·온방을 변환하는 수위칭작동으로 필요 선택적으로 개폐된다.

본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명한다.

도면은 본 발명 실시예의 개략적인 장치를 보여주고 있다. 이 도면은 기본적인 구성을 전제로 도시하였으며, 기타 기기는 도시가 생략되어 있다.

본 발명은 기본적인 공조시스템으로써 압축기(1), 응축기(2), 디스트리뷰터(3), 제1교축변(4), 증발기(5), 그리고 도면에서는 도시되어 있지는 않은 기본적인 기타 기기를 구비하면서 제1고압측라인(6)과 제1저압측라인(7)으로 사이클을 이루는 공지의 구조를 가지고 있다.

제1고압측라인(6)은 액냉매분배기(3)와 응축기(2) 사이에는 액냉매를 차단시키기 위하여 제1밸브(8)가 설치되어 있고, 이 제1밸브(8)에 의하여 액냉매가 차단되었을 때에 액냉매를 증발기(5)로 공급할 수 있도록 제1밸브(8)와 응축기(2)사이에 제2고압측라인(9)이 형성되어 있다.

제2고압측라인(9)은 제1고압측라인(6)으로 액냉매를 공급할 수 있도록 제2밸브(10)가 형성되어 있고, 다른 한쪽의 단부는 제1교축변(4)과 증발기(5) 사이의 라인에 접속되어 있다.

제1저압측라인(7)은 증발기(5)로부터 압축기(1)로 유입되는 냉매를 차단할 수 있도록 제3밸브(11)가 형성되면서 본 발명에서의 난방을 가동하기 위한 제4밸브(12)와 제2교축변(13)이 형성되어 있다.

제3밸브(11)는 제4밸브(12)와 제2교축변(13)의 전후를 연결하는 바이패스관(14)에 형성되어 제4밸브(12)가 닫혀져 있을 때에 증발기(5)와 압축기(1) 사이에서 저압측라인을 형성하게 된다.

제4밸브(12)는 제3밸브(11)가 닫혀져 있을 때에 열려지게 되어 응축기(2)로부터 증발기(5)로 유입되어 난방에 사용된 액냉매가 유입되는 고압측라인을 형성하게 된다.

제2교축변(13)은 제4밸브(12)를 통하여 유입되는 액 냉매가 팽창되어 기화되게함으로서 리퀴드 햄머링이 없이 압축기(1)에서 압축될 수 있게 한다.

도면에서 부호 15는 냉풍과 온풍을 발생시키기 위한 팬이다.

이와 같이 구성되는 본 발명이 작동되는 상태를 구체적으로 살펴본다.

먼저 냉방이 구현되는 상태를 살펴본다.

냉방 모드는 콘트롤 박스(도시되지 아니함)에서 냉방이 ON으로 되면 온방은 OFF이 되면서 제1밸브(8)와 제3밸브(11)가 열리고, 제2밸브(10)와 제4밸브(12)는 닫혀있는 상태에 놓여지게 된다.

이와 같은 상태에서 일반적인 냉동 사이클이 가동된다. 즉 압축기(1)가 구동하여 일정이상의 응축 액화 압력으로 냉매가스를 압축하여 토출하면 응축기(2)에서는 고온 고압의 냉매 가스가 액화되어 고온 고압의 액체 상태가 된다.

이러한 액 냉매는 제2밸브(10)가 닫혀있으므로 제2고압측라인(9)으로 유입되지 않고 제1고압측라인(6)으로 유입된다.

제1고압측라인(6)의 액 냉매는 열려져 있는 제1밸브(8)를 통하여 디스트리뷰터(3)에서 분배된 다음 각각의 제1교축변(4)에서 팽창하면서 압력이 강하하여 증발기에 유입된 다음 증발되어 기화된다.

이때 팬(15)에 의하여 냉풍이 발생되어 냉방이 구현된다.

증발기(5)에서 기화되어 저온 저압 상태가 된 기체 냉매는 제4밸브(12)는 닫혀있고, 제3밸브(11)가 열려있으므로 바이패스관(14)을 통하여 압축기(1)로 흡입된다.

여기에서 의도하는 바에 따라 제4밸브(12)가 열려있게 하면 기화된 냉매가 제2교축변(13)을 통과하면서 다시 팽창됨으로써 냉방 효율을 향상시키고, 액 냉매가 압축기로 흡입되는 것을 방지하면서 압축 효율을 증대시킬 수 있다.

온방 모드는 콘트롤 박스(도시되지 아니함)에서 온방을 ON으로하되면 냉방은 OFF이 되면서 제2밸브(10)와 제4밸브(12)가 열리고, 제1밸브(8)와 제3밸브(11)가 닫히는 상태에 놓여지게 된다.

이와 같은 상태에서 압축기(1)가 구동하여 일정 이상의 응축 액화 압력으로 냉매가스를 압축하여 토출하면 응축기(2)에서는 고온 고압의 냉매 가스가 액화되어 고온고압의 액체 상태가 된다.

이러한 액 냉매는 제1밸브(8)가 닫혀있으므로 제1고압측라인(6)으로 유입되지 않고 제2고압측라인(9)으로 유입된다.

제2고압측라인(9)의 액 냉매는 팽창되지 않은 상태에서 증발기(5)에 유입된다.

이때 증발기(5)는 냉매를 기화시키지 아니하고 고온의 열을 빼았기게 되는 열교환이 이루어지게 되며 팬(15)에 의하여 온풍이 발생되어 온방이 구현된다.

증발기(5)에서 배출되는 액 냉매는 제3밸브(11)가 닫혀있고, 제4밸브(12)가 열려있으므로 제2교축변(13)을 통하여 팽창된 다음 압축기(1)로 흡입된다.

본 발명은 난방시에 응축기(2)를 통과한 고압측에 40℃의 냉매 가스의 열을 통과하여 증발기(5)를 응축기와 같은 열교환기의 기능을 수행하게 되며, 열교환된 증발기(5)의 열은 응축기(2)를 통과한 55℃의 열과 합하여 실내로 내출되어 난방을 실현하게된다. 즉 응축기(2)의 응축팬(도시되지 않음)에서 나오는 열풍이 증발기로 보내져서 난방을 하게 되고, 냉방시에는 실내기의 뒤쪽에 통상적으로 설치된 호스를 이용하여 응축기의 열을 외부를 배출시키면 되는 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같은 본 발명은 증방기와 응축기를 열교환기로 동시에 사용하여 열효율을 증대시키고, 콤프레셔가 실내에서 가동되므로 콤프레셔가 냉각되는 일이 없으며, 에너지를 절약하면서 공해없는 난방을 실현할 수 있고 증발기에서 발생되는 냉기를 밖으로 배출할 필요가 없다.

Claims (4)

1. 압축기, 응축기, 제1교축변, 증발기를 구비하는 통상의 공조 시스템을 형성함에 있어서,

   응축기에서 나오는 액 냉매를 교축시키지 아니하고 증발기로 공급하기 위한 액냉매 공급수단과,

   상기 액 냉매 공급수단에 의하여 증발기로 공급된 액 냉매가 압축기에 흡입될수 있도록 증발기를 통과한 액 냉매를 교축시키기 위한 교축수단을 구비하여 액 냉매가 응축기와 증발기 사이의 제1교축변으로 유입되어 증발기로부터 압축기로 사이클을 형성할 때에 증발기의 저온·저압으로 냉풍이 발생되고, 액 냉매가 응축기에서 증발기로 직접 유입되어 증발기와 압축기 사이의 제2교축변에서 교축하게 될 때에 증발기에서의 고온·고압으로 온풍이 발생되는 것을 특징으로 하는 냉·난방 장치.
2. 제1항에 있어서, 액 냉매를 증발기로 공급하는 액 냉매 공급수단은 제1고압측라인에 제1밸브가 형성되고, 응축기와 증발기 사이의 제1교축변과 응축기 사이의 고압측 라인으로부터 분기되면서 제2밸브를 구비하는 제2고압측 라인이 제1교축변과 증발기 사이의 저압측 라인에 접속되어 응축기의 액 냉매를 증발기로 공급하게 되는 것을 특징으로 하는 냉·난방 장치.
3. 제1항에 있어서, 증발기를 통과한 액 냉매를 교축시키기 위한 교축수단은 증발기와 압축기 사이에 형성되는 저압측 라인을 분기하여 어느 한쪽은 제3밸브를 구비하여 저압측 라인으로 연속되게 하고, 다른 한쪽은 제4밸브와 제2교축변을 구비하여 제3밸브가 닫히고 제4밸브가 열리게 됨으로써 교축되는 것을 특징으로 하는 냉·난방 장치.
4. 제1항에 있어서, 증발기로 유입된 고온 고압의 액냉매의 열교환에 의하여 얻어지는 온풍에 응축기의 응축팬으로 배출되는 온풍이 합류하게 되는 것을 특징으로 하는 냉·난방 장치.