KR20010055309A

KR20010055309A - 전자밸브가 구비된 냉·난방 겸용 공기조화기

Info

Publication number: KR20010055309A
Application number: KR1019990056494A
Authority: KR
Inventors: 박노훈
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-07-04

Abstract

본 발명은 실외열교환기와 실내열교환기의 냉매흐름을 변환시켜서 냉방과 난방을 선택적으로 수행하는 냉·난방 겸용 공기조화기에 관한 것으로, 특히 난방운전시 실외온도가 일정온도 이상이면 실외열교환기(2)가 완전한 증발기로서 역할을 하게 하고, 실외온도가 일정온도 이하이면 압축기(1)로부터 토출되는 고온고압의 가스를 실외열교환기(2)에 유입시켜 상기 실외열교환기(2)의 온도를 상승시켜 착상을 감소시키기 위한 것으로서, 압축기(1), 실외열교환기(2), 모세관(3) 및 실내열교환기(4)가 순차적으로 연설되고, 상기 압축기(1), 실외열교환기(2) 및 실내열교환기(4) 사이에 리버싱밸브(5)가 설치되어 상기 리버싱밸브(5)에 의해 상기 압축기(1)에서 토출된 냉매를 실외열교환기(2) 또는 실내열교환기(4)로 순환시켜서 실내에 대해 냉·난방 공조를 수행하는 냉·난방 겸용 공기조화기에 있어서, 상기 압축기(1)의 토출측과 상기 실외열교환기(2) 사이를 연결하는 별도의 냉매관(10)을 설치하고 그 냉매관(10)의 관로상에 설치된 전자밸브(9)로 구성되어, 난방운전시에 상기 실내열교환기(4)에 설치된 냉매관센서(8)에 의해 실외온도가 일정온도 이하인 경우에만 상기 전자밸브(9)가 온(ON)상태가 되도록 하여 상기 압축기(1)로부터 토출되는 고온고압의 냉매의 일부를 상기 실외열교환기(2)로 유입하도록 함으로써 상기 실외열교환기(2)의 온도를 상승시켜, 난방시에 상기 실외열교환기(2)에서 발생하는 착상을 줄이고 제상불량에 의한 동결방지 및 기온이 낮은 곳에서도 사용할 수 있는 전자밸브가 구비된 냉·난방 겸용 공기조화기에 관한 것이다.

Description

전자밸브가 구비된 냉·난방 겸용 공기조화기 {MULTI AIR CONDITIONER WITH SOLENOID CONTROLLED VALVE}

본 발명은 실외열교환기와 실내열교환기의 냉매흐름을 변환시켜서 냉방과 난방을 선택적으로 수행하는 냉·난방 겸용 공기조화기에 관한 것으로, 특히 난방시에 실외온도가 낮은 경우 실외열교환기에 발생하는 착상을 줄이기 위해 압축기로부터 토출되는 고온고압의 냉매의 일부를 별도의 관을 설치하여 실외열교환기에 유입시킴으로서 서리의 발생을 줄이기 위한 전자밸브가 구비된 냉·난방 겸용 공기조화기에 관한 것이다.

종래의 냉·난방 겸용 공기조화기는 도 1에 나타낸 바와 같이, 압축기(1), 실외열교환기(2), 모세관(3) 및 실내열교환기(4)가 냉매관(6)을 통해 순차적으로 연설되어 냉매를 순환시켜서 실내에 대해 냉방공조를 수행하는 냉방전용 공기조화기에 있어서, 상기 압축기(1), 실외열교환기(2) 및 실내열교환기(4) 사이의 냉매관(6)의 관로상에 리버싱밸브(5)를 설치하여 리버싱밸브(5)에 의해 압축기(1)에서 토출된 냉매를 냉방운전시에는 실외열교환기(2)로, 난방운전시에는 실내열교환기(4)로 순환시켜서 실내에 대해 냉·난방공조를 수행하는 것이었다.

이러한 공기조화기의 냉방운전시 냉매사이클은, 압축기(1)에서 토출된 고온고압의 기체냉매가 상기 리버싱밸브(5)를 통해 실외열교환기(2)에서 실외공기와 열교환하여 냉각·응축되고, 모세관(3)에서 감압팽창된 후 실내열교환기(4)에서 실내 공기의 열을 빼앗아 증발하여 실내공기의 온도를 낮춘 다음 상기 리버싱밸브(5)를통해 다시 상기 압축기(1)로 흡입된다.

난방운전시의 냉매사이클은, 상기 압축기(1)에서 토출된 고온고압의 기체냉매는 상기 리버싱밸브(5)를 통해 상기 실내열교환기(4)에서 실내 공기와 열교환하여 냉각·응축되는데, 이 때 발생하는 응축열에 의해 실내 공기의 온도가 상승된다. 상기 실내열교환기(4)에서 유출된 냉매는 제1모세관(3a)에서 1차 감압팽창되고 다시 제2모세관(3b)에서 2차 감압팽창된다. 이와 같이 상기 냉매를 두개의 모세관을 거쳐 감압팽창을 시키는 이유는 한 개의 모세관에 의한 경우보다 더 증발하기 쉬운 상태로 만들어 상기 실외열교환기(2)로 유입시키기 위한 것이다. 상기 실외열교환기(2)로 유입된 냉매는 실외 공기와 열교환하여 증발한 뒤 상기 압축기(1)로 흡입된다.

한편 난방운전시, 상기 실외열교환기(2)에서 냉매가 증발하면서 실외열교환기(2) 표면에 응축수가 발생하는데, 실외온도가 낮은 경우 응축수가 결빙되어 실외열교환기(2) 표면에 서리가 달라붙게 되는 착상현상이 일어난다. 이러한 착상현상이 발생하면 실외열교환기(2)의 열교환 효율이 떨어지게 되므로, 이러한 서리를 제거하기 위해서 난방운전 중 냉방운전상태로 전환하는 제상운전을 하며, 제상운전시 실외열교환기(2)는 응축기로, 실내열교환기(4)는 증발기로서의 역할을 담당한다.

즉 제상운전시에서는 실외열교환기(2)에서 냉매가 응축되어 응축열을 발생하므로 실외열교환기(2) 표면의 서리가 제거되고, 실내팬을 정지시켜서 실내로 찬바람이 토출되지 않도록 한다.

이와 같이, 난방운전 중 실외열교환기(2)에 서리가 발생하면 제상운전(난방운전 중 냉방운전)을 수행하고, 서리가 제거되면 다시 난방운전으로 복귀하게 된다.

그러나 종래의 냉·난방 겸용 공기조화기는 실외온도가 낮을수록 난방운전시 실외열교환기에 서리가 많이 발생하며, 서리를 제거하기 위해 난방운전 중 냉방운전을 하는 제상운전의 빈도수가 높아져서 실외열교환기의 효율이 떨어지게 되고, 기온이 낮은 지역에서는 냉·난방 겸용 공기조화기를 사용하기가 곤란한 문제점이 있었다. 또한 온도가 낮고 습도가 많은 지역에서는 실외열교환기가 놓여있는 받침대(base pan)에 고인 응축수가 배수구로 미처 빠지기 전에 얼어붙게 되고, 이것이 열교환기를 타고 점점 위로 상승하게 되어 열교환기 전체를 결빙시켜, 제상시에도 잘 녹지 않는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로서, 압축기의 토출측과 실외열교환기사이에 상기 압축기로부터 토출되는 고온의 냉매의 일부가 흐를 수 있도록 냉매관을 설치하고 상기 냉매관의 관로상에 전자밸브를 설치하여, 난방운전시 실외온도가 소정온도보다 낮은 경우 상기 전자밸브를 온(ON)시켜 고온의 냉매가 실외열교환기로 유입되어, 상기 실외열교환기의 온도를 상승시킴으로서, 서리의 발생을 줄이고 기온이 낮은 지역에서도 사용가능하도록 하는 전자밸브가 구비된 냉·난방 겸용 공기조화기를 제공하는 데 있다.

이와 같은 본 발명 전자밸브가 구비된 냉·난방 겸용 공기조화기의 구성은,압축기, 실외열교환기, 모세관 및 실내열교환기가 냉매관을 통해 순차적으로 연설되고, 상기 압축기, 실외열교환기 및 실내열교환기 사이에 리버싱밸브가 설치되어 상기 리버싱밸브에 의해 압축기에서 토출된 냉매를 냉방운전시에는 실외열교환기로, 난방운전시에는 실내열교환기로 순환시켜서 실내에 대해 냉·난방공조를 수행하는 냉·난방 겸용 공기조화기에 있어서, 상기 압축기의 토출측과 상기 실외열교환기 사이에 냉매관을 설치하고 상기 냉매관의 관로상에 전자밸브를 설치하여, 난방운전시 실외온도가 소정의 온도보다 낮은 경우에 상기 전자밸브를 온상태가 되도록 제어하여 상기 압축기로부터 토출되는 고온고압의 냉매가 상기 냉매관을 통해 상기 실외열교환기로 전달되도록 하는 것이다.

도 1 은 종래의 공기조화기의 냉·난방운전시 냉매사이클을 나타낸 도,

도 2 는 종래의 난방시 실외열교환기의 냉매흐름구조를 나타낸 도,

도 3 은 본 발명에 따른 공기조화기의 냉·난방운전시 냉매사이클을 나타낸

도,

도 4 는 본 발명에 따른 난방시 실외열교환기의 냉매흐름구조의 실시예를

나타낸 도,

도 5 는 실외온도에 따른 몰리엘 선도의 변화를 나타낸 도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 압축기 2 : 실외열교환기

3 : 모세관 4 : 실내열교환기

5 : 리버싱밸브 6 : 냉매관

7 : 역지밸브 8 : 냉매관센서

9 : 전자밸브 10 : 냉매입구

11 : 냉매출구

본 발명의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예는 도 3에 나타낸 바와 같이, 압축기(1), 실외열교환기(2), 모세관(3) 및 냉매관센서(8)가 부착된 실내열교환기(4)가 냉매관(6)을 통해 순차적으로 연설되고, 상기 압축기(1), 실외열교환기(2) 및 실내열교환기(4) 사이에 리버싱밸브(5)가 설치되어 상기 리버싱밸브(5)에 의해 상기 압축기(1)에서 토출된 냉매를 냉방시에는 실외열교환기(2)로, 난방시에는 실내열교환기(4)로 순환시켜서 실내에 대해 냉·난방 공조를 수행하는 냉·난방 겸용 공기조화기에 있어서, 상기 압축기(1)의 토출측과 상기 실외열교환기(2) 사이에 냉매관(6)을 설치하고, 상기 냉매관(6)의 관로상에 전자밸브(9)를 설치하는 것으로 구성되어, 상기 전자밸브(9)가난방시에 실외온도가 소정온도 이하로 내려가는 경우에만 온이 되는 것을 특징으로 한다.

상기 전자밸브(9)는 상기 냉매관센서(8)에 의해 제어되는데, 전기가 공급되면 온되어 냉매를 통과시키고, 전기공급이 없으면 오프되어 냉매의 통과를 막는 역할을 수행한다.

상기 냉매관센서(8)는 실외온도에 따라 상기 전자밸브(9)를 제어하는 역할을 하는데, 난방시에 실외온도가 소정의 온도이상이면 상기 전자밸브(9)에 전기를 차단하고, 실외온도가 소정 온도 이하로 내려가면 상기 전자밸브(9)에 전기를 공급한다. 냉방시에는 항상 상기 전자밸브(9)에 전기가 차단되도록 하여 전자밸브(9)는 냉방시에 언제나 오프가 된다.

도 5 는 실외온도에 따른 냉동사이클의 변화를 몰리엘 선도상에서 비교한 것으로서, A-B-C-D-A의 냉동사이클을 기준으로 할 때 실외온도가 기준 냉동사이클의 실외온도보다 높아지면 A″-B″-C″-D″-A″로 사이클이 높아지게 되어 실내열교환기(4) 및 실외열교환기(2)의 온도가 높아지고, 반대로 실외온도가 낮아지게 되면 면 사이클은 A′-B′-C′-D′-A′로 기준사이클보다 낮아져 실내열교환기(4) 및 실외열교환기(2)의 온도가 낮아지게 된다. 따라서 상기 실내열교환기(4)에 부착된 냉매관센서(8)는 실외온도의 변화에 따라 실내열교환기(4)의 온도가 변하게 되므로, 상기 실내열교환기(4)에 부착된 냉매관센서(8)로서 실외온도 변화에 따른 전자밸브(9)의 제어가 가능하게 되는 것이다.

본 발명 전자밸브가 구비된 냉·난방 겸용 공기조화기의 작용 및 효과를 도3 과 도 4 를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

냉방운전시의 냉매사이클은 종래와 마찬가지로, 상기 압축기(1)에서 토출된 고온고압의 냉매가 상기 리버싱밸브(5)를 통해 상기 실외열교환기(2)에서 실외공기와 열교환하여 응축하면서 응축열을 방출하고, 역지밸브(7)를 통과하여 모세관(3a)에서 감압팽창되어 실내열교환기(4)에서 실내 공기의 열을 빼앗아 증발하면서 실내공기의 온도를 낮추고 상기 리버싱밸브(5)를 통해 상기 압축기(1)에 흡입된다. 그리고 냉방운전시 상기 전자밸브(9)는 항상 오프상태를 유지한다.

난방운전시의 냉매사이클은 상기 압축기(1)에서 토출된 고온고압의 기체냉매는 상기 리버싱밸브(5)를 통해 상기 실내열교환기(4)에서 실내 공기와 열교환하여 냉각응축되면서 응축열을 방출하여 실내 공기의 온도를 상승시키고, 제1모세관(3a) 에서 1차 감압팽창되고 다시 제2모세관(3b)에서 2차 감압팽창되어 증발하기 쉬운 상태로 상기 실외열교환기(2)로 유입되어 증발한 뒤 상기 압축기(1)로 흡입된다.

난방운전시에 실외온도가 소정의 온도 이하로 내려가면, 상기 실내열교환기(4)에 부착된 냉매관센서(8)에 의해 상기 전자밸브(9)에 전기를 공급하여 온상태가 되도록 한다. 그러나 난방시 실외온도가 상기 소정의 온도 이상이거나 냉방시에는 상기 전자밸브(9)에 전기공급을 차단하여 상기 전자밸브(9)는 오프상태를 유지하도록 한다.

실외온도가 소정 온도 이하가 되어 상기 전자밸브(9)가 온이 되면 상기 압축기(1)로부터 토출되는 고온 고압의 냉매의 일부가 상기 전자밸브(9)를 통하여 상기 실외열교환기(2)에 유입되어 상기 실외열교환기(2)의 온도를 상승시켜 착상을 줄이게 된다.

상기 전자밸브(9)를 통과한 고온고압의 냉매와 상기 실내교환기(4)로부터 모세관(3a)을 통과한 저온저압의 냉매의 흐름경로에 있어서, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 전자밸브(9)를 통해 유입되는 고온고압의 냉매를 상기 실외열교환기(2)의 하단부에 유입되도록 하게 하면 그 하단부의 온도를 상승시키게 되고, 상기 실내열교환기(4)로부터 모세관(3a)을 통과한 냉매는 상기 실외열교환기(2)의 냉매입구(10)로 유입되어 실외공기와 열교환을 하고 실외열교환기(2)의 하단부에서 상기 전자밸브(9)로부터 유입된 냉매와 만나 상기 실외열교환기(2)의 냉매출구(11)로 나오게 된다.

상기 압축기(1)에서 토출되어 상기 전자밸브(9)를 통과한 냉매는 그 온도가 보통 섭씨 50 내지 100 도 정도가 되므로 상기 실외열교환기(2)의 하단부는 영상의 온도를 유지하게 되어 착상이 거의 발생하지 않게 되며, 상기 실외열교환기(2)를 떠받치고 있는 받침대(base pan)에 고인 응축수의 결빙을 막아 응축수의 결빙이 실외열교환기(2)의 상부로 성장하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명 전자밸브가 구비된 냉·난방 겸용 공기조화기는 압축기의 토출측과 실외열교환기를 연결하는 냉매관을 설치하고 그 냉매관의 관로상에 전자밸브를 설치하여 난방운전시 실외온도가 일정온도 이하로 내려가는 경우에만 전자밸브를 온상태가 되도록 하여 압축기로부터 토출되는 고온의 냉매를 실외열교환기에 유입되도록 함으로써, 실외열교환기의 온도를 상승시켜 서리의 발생을 줄여 난방효율을 높이고 기온이 낮은 한랭한 지역에서도 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

압축기, 실외열교환기, 모세관 및 실내열교환기가 냉매관을 통해 순차적으로 연설되고, 상기 압축기, 실외열교환기 및 실내열교환기 사이에 리버싱밸브가 설치되어 상기 리버싱밸브에 의해 상기 압축기에서 토출된 냉매를 냉방운전시에는 실외열교환기로, 난방운전시에는 실내열교환기로 순환시켜서 실내에 대해 냉·난방공조를 수행하는 냉·난방 겸용 공기조화기에 있어서,

상기 압축기의 토출측과 상기 실외열교환기 사이에 냉매관을 설치하고, 상기 냉매관의 관로상에 전자밸브를 설치하는 것으로 구성되어, 상기 전자밸브가 난방시에 실외온도가 소정온도 이하로 내려가는 경우에만 온이 되는 것을 특징으로 하는 전자밸브가 구비된 냉·난방 겸용 공기조화기.
제1항에 있어서,

상기 전자밸브는 상기 실내열기관에 부착된 냉매관센서에 의해 온/오프되는 것을 특징으로 하는 전자밸브가 구비된 냉·난방 겸용 공기조화기.
제1항에 있어서,

상기 실외열교환기는, 상기 전자밸브를 통해 유입된 냉매가 상기 실외열교환기의 하단부로 유입되어, 상기 실내열교환기로부터 모세관을 통과하여 유입된 냉매와 만나 상기 실외열교환기의 하단부로부터 유출되는 것을 특징으로 하는 전자밸브가 구비된 냉·난방 겸용 공기조화기.