KR20000033191A - 공기조화기의 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 공기조화기의 열교환기는 공기의 유동이 열교환기를 지날 때 2중 열교환이 일어나 열교환 효과가 떨어지고 배관의 설치 위치에 의해 유동 간섭이 발생되어 압력손실로 인한 소음이 발생되는 문제점이 있기 때문에,

기체 상태의 냉매를 응축시켜 액상으로 변화시키는 열교환기와, 외부공기가 상기 열교환기를 통해 유입되도록 하여 열교환기의 열교환효율을 향상시키는 축류팬을 포함하는 공기조화기의 실외기에 있어서, 박판으로 형성된 냉각핀을 일정 간격으로 다수개 적층하고, 냉매가 흐르는 냉매배관을 상기 냉각핀을 관통하여 설치하되 냉매배관의 전방열과 후방열이 공기 유동방향에 대하여 서로 겹치지 않도록 배치함으로써,

유입된 공기가 하나의 배관열에서만 열교환을 하도록 하여 열교환 효율이 높아지고 유동 저항이 감소되어 송풍 능력이 향상됨과 동시에 소음을 저감시킬 수 있는 공기조화기의 열교환기에 관한 것이다.

Description

공기조화기의 열교환기

본 발명은 냉매의 증발잠열을 이용하여 실내를 냉방하는 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 공기조화기의 열교환기 배관의 설치 위치를 변화시켜 송풍 능력을 향상시킴으로써 응축부의 열교환 효율을 증대시킨 공기조화기의 실외기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 냉동회로를 구비하고 있는 바, 냉동회로는 기체 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매를 응축시켜 액상으로 변화시키는 응축기와, 냉매의 일부를 기화시켜 액체과 기체의 2상 냉매로 변화시키는 팽창기구와, 냉매의 증발열을 이용하여 주변 공기를 냉각시키는 증발기로 구성되어 있다. 여기서, 상기 응축기와 증발기는 열교환기로서, 냉매의 상변화에 따른 발열 및 흡열작용을 이용하여 주변 공기와 열교환을 하게 된다.

대용량의 공기조화기는 열이 발생되는 부위인 압축기와 응축기를 실외에 설치하고, 열교환을 통해 주위 공기를 냉각시키는 증발기만을 실내에 설치하고 있다. 즉, 압축기와 응축기가 설치된 실외기와, 증발기가 설치된 실내기로 구분하고 있다.

종래의 공기조화기의 실외기는 도 1에 도시된 바와 같이 외부 공기와의 열교환을 통해 냉매의 응축이 일어나는 열교환기(12)와, 기체 상태의 냉매를 압축시켜 상기 열교환기(12)로 보내주는 압축기(11)와, 외부 공기가 상기 열교환기(12)를 통과하여 유입되도록 하여 냉매와 기체 사이의 열교환이 원활하게 이루어지도록 하는 축류팬(13)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 공기조화기의 실외기는 기체 상태의 냉매를 압축기(11)가 압축하여 열교환기(12)의 배관으로 보내게 되고, 열교환기(12)의 전방에 있는 축류팬(13)의 동작에 따라 흡입구를 통해 유입된 공기가 열교환기(12)를 거치면서 냉매와 열교환을 하도록 하여 고압의 기체 상태로 있는 냉매를 액체 상태로 변화시키고 있다.

이때, 상기 열교환기(12)의 성능은 열교환기(12)를 구성하는 냉매배관의 설치 위치 및 개수에 의해 결정되는데, 특히 냉매배관의 설치 위치에 따라 송풍 성능이 변화된다.

종래의 열교환기의 구성을 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같이 다수개의 냉각냉각핀(12a)이 적층되어 있고, 적층된 냉각핀(12a)을 냉매배관(12b)이 관통하여 지나가며, 상기 냉매배관(12b)은 냉각핀(12a)을 관통할 때 공기 유동방향에 대하여 전방열과 후방열이 서로 지그재그 형태로 교차되어 있다.

즉, 열교환기(12)에서는 축류팬(13)의 작동에 따라 흡입구를 통해 유입된 공기가 냉매배관(12b)을 지나는 냉매와 열교환을 하게 되는데, 유입된 공기의 온도가 냉매배관(12b)을 흐르는 냉매의 온도에 비해 낮기 때문에 냉매가 응축되어 액체 상태로 변화하게 된다. 이때, 상기 냉각핀(12a)은 열전도도가 높아 고온의 냉매가 가진 열을 발산하여 냉매의 응축속도를 빠르게 한다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 공기조화기의 열교환기는 공기의 유동이 열교환기를 지날 때 2중 열교환이 일어나 열교환 효과가 떨어지고 배관의 설치 위치에 의해 유동 간섭이 발생되어 압력손실로 인한 소음이 발생되는 문제점이 있다.

즉, 축류팬의 작동에 따라 발생된 공기 유동이 열교환기를 지나갈 때 전방열에서 열교환을 마친 공기가 후방열에서도 열교환을 시키게 되어 열교환 효과가 낮아지게 된다. 또, 열교환기를 구성하는 냉매배관의 전방열과 후방열이 지그재그형으로 교차되어 있어 통과하는 공기의 유동에 있어서 간섭을 일으키게 되므로, 압력이 손실되며 그로 인한 유동 소음이 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열교환기를 구성하는 냉매배관의 설치 위치를 변경하여 공기의 유동이 원활해지도록 함으로써, 열교환효율을 높임과 동시에 압력 소실로 인한 소음 발생을 저감시킬 수 있는 공기조화기의 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 공기조화기의 실외기가 도시된 구성도,

도 2는 종래 공기조화기의 실외기에 설치된 열교환기 구조가 도시된 사시도,

도 3은 본 발명에 의한 공기조화기의 실외기에 설치된 열교환기가 도시된 사시도이다.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

50 : 열교환기 51 : 냉매배관

52 : 냉각핀

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기체 상태의 냉매를 응축시켜 액상으로 변화시키는 열교환기와, 외부공기가 상기 열교환기를 통해 유입되도록 하여 열교환기의 열교환효율을 향상시키는 축류팬을 포함하는 공기조화기의 실외기에 있어서, 박판으로 형성된 냉각핀을 일정 간격으로 다수개 적층하고, 냉매가 흐르는 냉매배관을 상기 냉각핀을 관통하여 설치하되 냉매배관의 전방열과 후방열이 공기 유동방향에 대하여 서로 겹치지 않도록 배치한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 공기조화기의 열교환기는 도 3에 도시된 바와 같이 일정 간격으로 다수개가 적층된 냉각핀(52)과, 상기 냉각핀(52)을 관통하여 설치되고 전방열과 후방열이 겹치지 않도록 배열된 냉매배관(51)으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 공기조화기의 열교환기는 일정한 온도를 가진 공기가 하나의 배관열에서만 열교환을 하여 열교환 효율을 높이게 된다.

공기조화기의 실외기에 설치된 축류팬(미 도시)이 구동되면 일정한 온도를 가진 외부 공기가 열교환기(50)측으로 유입된다. 유입된 공기는 열교환기(50)의 냉각핀(52) 사이를 통과하면서 냉매배관(51) 내부의 냉매와 열교환을 하게 된다. 이때, 열교환기(50)의 전방열에서 열교환을 마친 공기는 후방열에서 재차 열교환을 하지 않고 실외기의 외부로 방출되며, 전방열에서 열교환을 하지 않고 통과한 공기가 후방열에서 열교환을 하게 된다.

이에 비해, 종래의 열교환기에서는 일정한 온도를 가진 공기가 전방열에서 70%정도 열교환을 하고, 열교환을 행한 공기가 후방열에서 30% 정도의 열교환을 행하게 된다. 즉, 전방열에서 열교환을 마친 공기의 온도는 일정 정도 상승한 상태이므로 후방열에서는 적절한 열교환을 시행할 수 없다.

또, 축류팬의 구동에 따라 열교환기(50)측으로 유입된 공기는 냉매배관(51)에 부딪쳐 유동 저항이 발생되는데, 전방열과 후방열이 중복되지 않게 설치되므로 공기의 유동저항이 감소된다. 따라서, 공기의 유동이 하나의 배관열만을 통과하여 빠져나가게 되므로 유동 저항에 의한 압력손실을 줄일 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 공기조화기의 열교환기는 유입된 공기가 하나의 배관열에서만 열교환을 하도록 하여 열교환 효율이 높아지고 유동 저항이 감소되어 송풍 능력이 향상됨과 동시에 소음을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 기체 상태의 냉매를 응축시켜 액상으로 변화시키는 열교환기와, 외부공기가 상기 열교환기를 통해 유입되도록 하여 열교환기의 열교환효율을 향상시키는 축류팬을 포함하는 공기조화기의 실외기에 있어서,

   박판으로 형성된 냉각핀을 일정 간격으로 다수개 적층하고, 냉매가 흐르는 냉매배관을 상기 냉각핀을 관통하여 설치하되 냉매배관의 전방열과 후방열이 공기 유동방향에 대하여 서로 겹치지 않도록 배치한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기.