KR200156402Y1 - 인버터형 공기 조화기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스위칭동작을 통하여 압축기의 전원주파수를 가변함으로써 압축기능력자체를 변경하는 파워트랜지스터모듈을 갖는 공기조화기에 있어 파워트랜지스터모듈의 스위칭동작으로 인하여 발생되는 열을 상대적으로 저온인 증발기를 경유하여 압축기로 유입되는 냉매에 의해 냉각시켜 냉각효율을 향상시키는 한편 냉각장치의 부피를 소형화할 수 있는 인버터형 공기조화기에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 응축기팬(18)과 상기 응축기(15)의 사이에 배설되어서 증발기로부터 유입된 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기(12)와, 상기 압축기(12)의 운전주파수를 가변제어하도록 상기 압축기(12)의 상면에 구획된 전장실(30)에 배치된 파워트랜지스터모듈(31)과, 상기 파워트랜지스터모듈(31)의 스위칭동작으로 인하여 발생되는 열이 상기 증발기를 경유하여 상기 압축기(12)로 유입되는 냉매에 의해 냉각될 수 있도록 함체내에 냉매관이 굴곡배치되어 상기 파워트랜지스터모듈(31)에 인접하여 설치되는 열교환기(34)를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

인버터형 공기조화기

본 고안은 인버터형 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스위칭동작을 통하여 압축기의 전원주파수를 가변함으로써 압축기 능력자체를 변경하는 파워트랜지스터모듈을 갖는 공기조화기에 있어 파워트랜지스터모듈의 스위칭동작으로 인하여 발생되는 열을 상대적으로 저온인 증발기를 경유하여 압축기로 유입되는 냉매에 의해 냉각시켜 냉각효율을 향상시키는 한편 냉각장치의 부피를 소형화할 수 있는 인버터형 공기조화기에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 공기조화기는 압축기, 응축기, 모세관, 증발기 및 이들을 직렬로 연결하는 냉매관으로 이루어진 냉각사이클을 구비하고, 상기 냉각사이클을 통하여 냉매를 상변화시키는 과정에서 실내의 열을 흡수함으로써 실내를 냉방하는 기기이다. 한편, 설정온도까지의 도달시간을 단축시키는 외에 실내온도와 설정온도의 편차를 줄이기 위한 방편으로, 파워트랜지스터모듈(이하, 파워 TR모듈이라고 한다)에 의하여 전원주파수를 임으로 가변시킴으로써 압축기의 능력 자체를 변경시키는 인버터형 공기조화기가 개발되어 활발하게 판매되고 있다.

상기한 인버터형 공기조화기는 통상적으로 실내기와 실외기가 분리된 구조로 되어 있는 바, 도1은 이러한 종래의 공기조화기의 실외기를 보인 개략사시도이다. 동도에 도시한 바와 같이, 종래의 분리형 공기조화기의 실외기본체의 적소에는 냉각사이클의 일요소를 이루는 압축기가 장착된다. 압축기는 입구는 저압측배관을 경유하여 실내기에 구비된 증발기(미도시)에 연결되고, 출구는 고압측배관(14)를 경유하여 실외기본체(10)의 적소에 구비된 응축기(미도시)에 연결된다. 압축기(12)의 상부에는 전장실(20)이 마련되는데, 전장실(20)의 일측에는 압축기(12)에 임의의 주파수를 가지는 전원을 공급하기 위한 파워TR모듈(21)이 방열판(24)에 부착된 채로 설치된다. 이렇게 방열판(24)을 부착하는 이유는 스위칭동작에 따라 파워TR모듈(21)에서 다량의 열이 발생하는데, 이를 방출하지 않을 경우에 반도체로 이루어진 파워TR모듈(21)이 열화 및 소손될 위험이 있기 때문이다. 응축기의 전방에는 응축기팬(미도시)이 설치되어 응축기를 통과하는 냉매 및 방열판(24)에 전달된 고온의 열기를 상대적으로 저온인 외기와 강제로 교환시킨 후에 실외기본체(10)의 전면판넬(11)에 형성된 공기토출구(11a)를 통하여 배출한다. 도1에서 미설명부호 22는 제어PCB조립체를 나타내고, 23은 파워TR모듈(21)과 제어PCB조립체(22)를 연결하는 전선조립체를 나타낸다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 인버터형 공기조화기는 방열판의 열기를 강제로 배출시키는 냉각구조를 채택하고 있기 때문에 대형의 방열판을 필요로 하고, 공기의 유입필요성에 따라 제어PCB조립체의 밀폐성이 저하되는 문제점이 있었다. 나아가, 방열의 효율성을 우선적으로 고려해야 하기 때문에 부품배치에 있어서의 융통성이 제한받는 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 스위칭동작을 통하여 압축기의 전원주파수를 가변함으로써 압축기 능력자체를 변경하는 파워트랜지스터모듈을 갖는 공기조화기에 있어 파워트랜지스터모듈의 스위칭동작으로 인하여 발생되는 열을 상대적으로 저온인 증발기를 경유하여 압축기로 유입되는 냉매에 의해 냉각시켜 냉각효율을 향상시키는 한편 냉각장치의 부피를 소형화할 수 있는 인버터형 공기조화기를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 인버터형 공기조화기의 실외기를 보인 개략사시도,

도2는 본 고안의 인버터형 공기조화기의 실외기를 보인 전개사시도,

도3은 본 고안의 인버터형 공기조화기의 실외기를 보인 개략사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 10' : 실외기본체 11 : 전면판넬

11a : 공기토출구 12 : 압축기

13 : 저압측배관 14 : 고압측배관

15 : 응축기 16 : 보호망

17 : 팬모터 18 : 응축기팬

19 : 팬모터지지체 20, 30 : 전장실

21, 31 : 파워TR모듈 22, 23 : 제어PCB조립체

23 : 전선조립체 24 : 방열판

33 : 방진부재 34 : 열교환기

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 인버터형 공기조화기는 후면 및 일측에 외기가 흡입되는 흡입구가 형성되고 전면판넬에 외기가 토출되는 공기토출구가 형성되어서 실외기의 외관을 형성시키는 본체와, 상기 본체의 흡입구로 흡입되는 외기에 의해 열교환되며 상기 흡입구의 내측에 배설된 응축기와, 상기 응축기를 통과한 외기가 상기 공기토출구로 토출되도록 송풍작용하며 상기 공기토출구의 내측에 배설된 응축기팬과, 상기 응축기팬과 상기 응축기의 사이에 배설되어서 증발기로부터 유입된 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기의 운전주파수를 가변제어하도록 상기 압축기의 상면에 구획된 전장실에 배치된 파워트랜지스터모듈을 구비한 인버터형 공기조화기에 있어서, 상기 파워트랜지스터모듈의 스위칭동작으로 인하여 발생되는 열이 상기 증발기를 경유하여 상기 압축기로 유입되는 냉매에 의해 냉각될 수 있도록 함체내에 냉매관이 굴곡배치되어 상기 파워트랜지스터모듈에 인접하여 설치되는 열교환기를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 양호한 실시예에 따른 인버터형 공기조화기의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.

도2는 본 고안의 인버터형 공기조화기의 실외기를 보인 전개사시도, 도3은 본 고안의 인버터형 공기조화기의 실외기를 보인 개략사시도이다.

도2 및 도3에 있어서, 본 고안의 인버터형 공기조화기는 후면 및 일측에 외기가 흡입되는 흡입구가 형성되고 전면판넬(11)에 외기가 토출되는 공기토출구(11a)가 형성되어서 본체(10')가 마련되고, 본체(10')의 공기토출구(11a)의 후방에는 응축기팬(18) 및 응축기팬(18)을 구동하기 위한 팬모터(17)가 지지체(19)에 의하여 지지된 채로 본체(10')내에 배치된다.

또, 응축기팬(18)의 측방에는 냉각사이클의 일요소를 이루는 압축기(12)가 설치되고, 압축기(12)의 상방에는 실외기에 포함되는 전기부품을 구동 및 제어하는 전장실(30)이 마련된다.

또한, 전장실(30)의 적소에는 주파수 변경된 전원을 압축기(12)에 공급하기 위한 파워TR모듈(31)이 배치되고, 그 상부에는 파워TR모듈(31) 및 기타 전기부품의 구동을 제어하기 위한 제어PCB조립체(32)가 장착된다. 그리고 파워TR모듈(31)의 직하방에는(양호하게는 파워TR모듈(3)과 접촉하여) 열교환기(34)가 설치된다.

또, 열교환기(34)는 장방형의 함체 및 상기 함체내에 굴곡배치된 냉매관으로 이루어지는데, 상기 냉매관의 입구는 냉각사이클의 일요소를 이루는 증발기의 출구측배관(13')에 연결되고 출구는 압축기(12)의 저압측배관(13)에 연결된다.

또한, 냉매관(13', 13)과 열교환기(34)사이는 방진부재(33)에 의하여 결합되는데, 이로써 압축기(12)가 동작중인 동안에 압축기(12)의 냉매흡입 및 토출동작에 의하여 발생된 냉매관의 진동이 파워TR모듈(31)에 전달되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 팬모터(17)의 후방에는 냉각사이클의 일요소를 이루는 응축기(15)가 실외기본체(10')를 가로질러 설치되며, 응축기(15)의 후방에는 실외기를 보호하기 위한 보호망(16)이 설치된다.

전술한 구성을 가지는 본 고안의 인버터형 공기조화기는, 냉방운전이 선택되면 파워TR모듈(31)은 직류전압을 스위칭하여 주파수가 적절하게 변경된 교류전압을 압축기(12)에 공급함으로써 냉각사이클을 동작시키고, 이에 따라 응축기(15)에는 고압고온의 냉매가 통과하게 된다. 이와 동시에 팬모터(17)가 동작하여 응축기팬(18)을 구동시킴으로써 응축기(15)를 통과하는 냉매에 포함된 고온의 열기를 상대적으로 저온인 외기와 열교환시킴으로써 온도를 낮추게 된다.

한편, 파워TR모듈(31)에서는 고속의 스위칭동작으로 인하여 열이 발생하는데, 이렇게 발생된 열기는 증발기를 경유하여 상대적으로 저온(통상적으로 15℃내외의 온도를 가진다)인 냉매가 통과하는 열교환기(34)에 의하여 흡수됨으로써 파워TR모듈(31)이 냉각되게 된다.

따라서, 별도의 방열판 없이 파워TR모듈(31)을 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 인버터형 공기조화기에 따르면, 스위칭동작을 통하여 압축기의 전원주파수를 가변함으로써 압축기 능력자체를 변경하는 파워트랜지스터모듈을 갖는 공기조화기에 있어 파워트랜지스터모듈의 스위칭동작으로 인하여 발생되는 열을 상대적으로 저온인 증발기를 경유하여 압축기로 유입되는 냉매에 의해 냉각되도록 함체내에 냉매관을 굴곡배치하여 이를 상기 파워트랜지스터모듈에 인접되게 설치함으로써, 냉각효율을 향상시키는 한편 냉각장치의 부피를 소형화할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 후면 및 일측에 외기가 흡입되는 흡입구가 형성되고 전면판넬(11)에 외기가 토출되는 공기토출구(11a)가 형성되어서 실외기의 외관을 형성시키는 본체(10')와, 상기 본체(10')의 흡입구로 흡입되는 외기에 의해 열교환되며 상기 흡입구의 내측에 배설된 응축기(15)와, 상기 응축기(15)를 통과한 외기가 상기 공기토출구(11a)로 토출되도록 송풍작용하며 상기 공기토출구(11a)의 내측에 배설된 응축기팬(18)과, 상기 응축기팬(18)과 상기 응축기(15)의 사이에 배설되어서 증발기로부터 유입된 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기(12)와, 상기 압축기(12)의 운전주파수를 가변제어하도록 상기 압축기(12)의 상면에 구획된 전장실(30)에 배치된 파워트랜지스터모듈(31)을 구비한 인버터형 공기조화기에 있어서, 상기 파워트랜지스터모듈(31)의 스위칭동작으로 인하여 발생되는 열이 상기 증발기를 경유하여 상기 압축기(12)로 유입되는 상대적으로 저온인 냉매에 의해 냉각될 수 있도록 함체내에 냉매관이 굴곡배치되어 상기 파워트랜지스터모듈(31)에 인접하여 설치되는 열교환기(34)를 구비한 것을 특징으로 하는 인버터형 공기조화기.
2. 제1항에 있어서, 상기 압축기(12)의 동작에 따른 진동이 상기 파워트랜지스터모듈(31)로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 상기 함체 및 냉매관 사이에 끼움결합되는 방진부재(33)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 인버터형 공기조화기.