KR20020077672A - 에어컨 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내기 및 실외기를 하나의 캐비넷에 구축하며, 응축기의 내부 냉매와 효과적으로 열교환이 이루어지도록 한 에어컨에 관한 것이다.

본 발명 에어컨은, 캐비넷의 내부에는 하측에서부터 압축기가 설치되는 기계실, 응축기가 장착되는 응축실, 증발기가 설치되는 증발실로 구분되며, 응축실의 응축기 하부에는 냉각수가 공급되며 상기 냉각수를 응축기로 비산시키는 초음파 진동판이 장착된다. 그리고, 응축실에는 응축기를 통과하면서 열교환이 이루어진 매체를 외부로 배출시키기 위한 송풍팬이 장착되며, 송풍팬과 응축기의 사이에는 복수개의 통공이 천공된 공기조절판이 설치된다. 아울러, 응축실과 실외를 연통시켜 실외 공기를 흡입하기 위한 흡입 덕트가 구축된다.

이와 같이 구성된 본 발명 에어컨에 따르면, 초음파 진동판의 진동자는 냉각수를 미세한 물방울로 상태 변화시켜 응축기로 비산시키게 된다. 동시에, 흡입 덕트를 통해 응축실에 흡입된 실외 공기가 응축기를 통과하게 된다. 물방울 및 실외 공기는 응축기를 통과하면서 응축기 내부의 냉매와 열교환을 하여 냉매를 응축시키게 되며, 열교환이 이루어진 공기는 공기순환안내판의 통공을 통하여 외부로 배출된다.

Description

에어컨 {AIR-CONDITIONER}

일반적으로, 에어컨은 압축기에서 압축된 냉매 가스가 응축기(실외측 열교환기)를 통과하면서 냉각되고, 다시 모세관을 지나면서 저온, 저압 액화 가스가 된다. 이 액화 가스는 증발기(살내측열교환기)에서 기체로 변하는데 이때 열을 대량으로 빼앗아 실내 온도를 급격히 떨어뜨리는 것이며, 냉매의 흐름을 반대로 함으로써 실내 온도를 상승시키는 난방기로 겸용할 수 있는 것이다.

이러한 에어컨은 전술한 바와 같이, 실내기와 실외기로 나뉘어져 실내와 실외에 각각 설치된다.

따라서, 에어컨의 설치를 위해서는 실내기와 실외기 모두를 설치하여야 하므로 제조 원가가 상승함과 더불어, 설치 작업이 매우 번거로운 단점이 있다.

이와 같은 단점을 해소하기 위하여 본원 출원인에 의하여 실내기와 실외기를 하나로 패키지로 묶은 “실외기가 필요없는 자체 냉각기 에어컨”(1997년 특허 출원제 3394호)을 제안한 바 있다.

선출원된 실외기가 필요없는 자체 냉각식 에어컨을 간략히 설명하면, 캐비넷의 내부에는 냉동 사이클의 구성요소인 증발기, 응축기, 모세관 및 압축기 등이 설치되며, 응축기의 하부측에는 응축기 내부의 냉매를 냉각시키기 위한 냉각장치부가 갖추어진다. 냉각장치부는 공기가 응축기 속을 통과하도록 강제로 순환시키는 송풍기와, 냉각수를 응축기에 분사하는 냉각수 분사수단으로 구성된다.

이와 같이 구성된 실외기가 필요없는 자체 냉각식 에어컨에 따르면 다음과 같은 문제점이 있다.

첫 번째, 종래 응축기를 캐비넷의 내부에서 냉각시키기 위한 냉각수단의 하나인 냉각수가 응축기 내부의 냉매를 냉각시키면서 자신은 온도가 55℃~60℃ 정도로 상승하게 되며, 온도가 상승한 냉각수는 다시 재순환되어 응축기로 분사되기 때문에 냉각수를 장시간 사용하게 되면 냉각수 자체 온도가 매우 높아져 응축기 내부의 냉매를 적정 온도로 냉각시키지 못하게 된다.

아울러, 냉각수의 입자가 매우 크기 때문에 응축기의 구석구석까지 침투하지 못하여 응축 효과가 떨어지게 된다.

두 번째로 냉각수에 포함되어 있는 찌꺼기가 분사판의 분사구멍을 막게 되어 분사가 이루어지지 않거나 분사력이 떨어지게 된다.

세 번째, 냉각수단의 다른 하나의 수단인 공기는 실내와 응축기를 순환하게 되며, 냉매와 열교환이 이루어지면서 공기의 온도가 상승하여 실내로 토출된다. 즉, 실내 공기가 응축기와 열교환에 사용하므로 실내를 설정 온도로 냉방시키기 위해서는 오랜 시간이 소요될 뿐 아니라, 압축기의 구동을 위한 소비전력이 커지게 된다.

네 번째, 강제 순환되는 공기가 응축기의 중앙부 1개소에 배치되는 배출구를 통하여 배출되는 바, 응축기의 중앙부쪽으로 공기가 집중되면서 순환되어 결과적으로 응축기의 외곽부를 흐르는 냉매와 열교환이 이루어지지 않으며, 아울러, 응축기의 외곽부를 통과한 공기가 배출되지 못하고 응축기에 남게 되어 냉매의 상태가 응축기의 위치에 따라 다르게 되므로 냉동 사이클에 오류가 발생된다.

본 발명은 에어컨에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내기 및 실외기를 하나로 패키지화하며, 응축 효율을 높일 수 있도록 한 에어컨에 관한 것이다

도 1은 본 발명에 의한 에어컨의 구조를 보인 종단면도.

도 2는 본 발명에 의한 에어컨에 적용된 열교환수단을 발췌한 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 에어컨에 적용된 열교환수단의 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 에어컨에 적용된 초음파 진동판의 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 에어컨에 적용된 공기순환안내판의 사시도.

도 6은 도 5의 설치 상태를 보인 측면도.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 응축기의 내부 냉매와 열교환이 이루어지는 냉각수단이 응축기의 구석구석까지 침투함과 더불어, 그 온도가 상시 적정 수준을 유지할 수 있도록 하여 응축 효율을 높일 수 있도록 한 에어컨을 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 냉각수단을 공급하지 못하는 불량현상이 발생되지 않도록 하려는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 응축기를 냉각시키기 위한 공기에 의해 실내 온도가 상승되지 않도록 하려는데 있다.

더불어, 본 발명의 또 다른 목적은 응축기의 냉각을 위한 매체가 응축기의 어느 일부분에 국한되지 않고 균일하게 순환되도록 하려는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 에어컨은, 기계실, 응축실 및 증발실에 각각 설치되는 압축기, 응축기, 증발기를 포함하며; 상기 응축실에 구축되며 냉각수를 미세한 물방울 입자로 상태 변화시켜 상기 응축기 내부의 냉매와 열교환되도록 공급하는 열교환수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명 에어컨에 따르면, 열교환수단에 의해 냉각수가 미세한 물방울 입자로 상태 변화된 후 응축기로 비산되며, 물방울 입자는 응축기를 통과하면서 응축기 내부의 냉매로부터 고온의 열을 빼앗아 자신은 수증기로 변하면서 냉매를 응축시키고, 응축기를 통과한 수증기는 실외로 토출된다.

이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 에어컨의 구성을 보이기 위한 측면도이며, 도 2는 본 발명 에어컨에 적용된 열교환수단의 확대도이고, 도 3은 본 발명의 에어컨에 적용된 초음파 진동판의 작용상태도이며, 도 4는 본 발명에 따른 에어컨에 적용된 초음파 진동판의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 의한 에어컨에 적용된 공기순환안내판의 외관 사시도이며, 도 6은 본 발명에 의한 공기순환안내판의 설치 상태를 도시한 측면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명 에어컨은, 캐비넷(1)과, 캐비넷(1)의 내부에 구축되며 냉동 싸이클의 실현을 위한 압축기(2), 응축기(3), 모세관(미도시), 증발기(4) 등을 기본 구성한다.

캐비넷(1)의 내부는 하측에서부터 기계실(1a), 응축실(1b), 증발실(1c)로 나뉘어지며, 기계실(1a)에는 압축기(2) 등이 설치되고, 응축실(1b)에는 응축기(3) 및 응축기(3) 내부의 냉매와 열교환이 이루어지는 열교환수단이 장착된다.

응축기(3)는 수냉식 및 공냉식에 의해 열교환이 이루어지며, 냉각수가 미세한 물방울 입자로 상태 변화되어 응축기(3)로 공급하고, 아울러 외부 공기가 응축실로 유입되어 응축기(3)에 공급되어 응축기(3) 내부의 냉매와 열교환이 이루어지게 된다.

이하, 열교환수단을 구체적으로 설명하기로 한다.

열교환수단으로 냉각수와 외부 공기가 사용되며, 이 냉각수는 냉각수 저장조(10)에 저장되며, 이 냉각수 저장조(10)의 바닥부에는 냉각수를 미세한 물방울 입자로 상태 변화시켜 응축기(3)로 비산시키는 초음파 진동판(20)이 설치된다.

그리고, 초음파 진동판(20)의 진동자(21)에 의해 상태 변화된 물방울 입자가 응축기(3)측으로 원활하게 비산되도록 냉각수 저장조(10)에는 공기유도관(11)이 형성되며, 초음파 진동판(20)에는 공기유도관(11)이 관통되는 통공(22)이 천공된다.

한편, 냉각수 저장조(10)에는 상시 일정량의 냉각수가 담수되며, 그 방법으로, 냉각수 저장조(20)에는 수위센서(S)가 설치되며, 컨트롤러(C)는 수위센서(S)에서 검출되는 냉각수의 수위를 근거로 하여 솔레노이드 밸브(V)를 구동시며 냉각수 탱크(T)에 저장된 냉각수를 보충하도록 제어하게 된다.

그리고, 응축기(3)의 상부에는 공기의 토출을 안내하는 가이드부재(30)가 설치되는데, 이 가이드부재(30)는 상측으로 갈수록 중앙부쪽으로 모아지는 원추형으로 구성되면서 일측에 배출 덕트(40)가 연결된다.

한편, 전술한 바와 같이, 응축기(3)는 냉각수 및 외기에 의해 응축이 이루어지게 되며, 외기의 공급을 위하여 실외와 응축실(1b)을 연통시키는 흡입 덕트(50)가 갖추어진다.

흡입 덕트(50)의 흡입구(51)는 실외에 배치되며, 배출구(52)는 냉각수 저장조(10)의 하측에 배치되어 외기는 냉각수 저장조(10) 및 응축기(3)를 통과하게 된다.

이때, 배출 덕트(40)의 배출구측 일부가 흡입 덕트(50)에 관통되어 흡입 및 배출 덕트(40)(50)는 이중 구조를 갖추게 되며, 이러한 구조로 인하여 건물의 벽면에 하나의 구멍만을 천공하여 2개의 덕트(40)(50)를 설치할 수 있으므로 설치 작업이 매우 편리해진다.

그리고, 가이드부재(30)의 최상단 중앙부에는 송풍팬(60)이 장착되어 물방울 입자와 공기를 강제로 순환시키게 되며, 송풍팬(60)과 응축기(3)의 사이에는 공기의 순환을 안내하는 공기순환안내판(70)이 설치된다.

공기순환안내판(70)은 응축기(3)의 상부를 덮는 크기로 이루어지면서 상하로 관통하는 공기 유통공(71)이 천공되며, 공기 유통공(71)은 공기순환안내판(70)의 모든 면적에 골고루 천공한다.

더불어, 공기순환안내판(30)은 솔레노이드, 구동모터 등의 구동수단을 매개로 하여 전후 또는 좌우로 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있으며, 이때, 공기순환안내판(70)의 모서리부에는 슬라이딩을 안내하는 안내공(72) 각각 천공하고, 캐비넷(1)에는 안내공(72)에 끼워져 공기순환안내판(70)의 슬라이딩을 안내하는 안내돌기(73)가 각각 구비된다.

도면중 미설명부호 80은 응축기(3) 표면에 맺힌 수분을 배수시키기 위한 드레인 플레이트이다.

그리고, 도면에 도시되지는 않았지만, 증발실(1c)에서 토출된 냉기는 실내를 순환하면서 실내 온도를 낮추고, 캐비넷(1)에 유입된 후 응축실(1b)을 통하지 않고 다시 증발실(1c)로 유입된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 에어컨의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.

압축기(2)를 통과하여 압축된 냉매 가스는 응축기(3)를 통과하면서 고온의 열이 발생되며, 이때, 발생되는 열은 열교환수단에 의해 냉각되어 모세관에 유입된다.

열교환수단의 열교환작용을 설명하면, 진등자(21)의 진동에 초음파가 발생되어 초음파 진동판(20)에 저장된 물은 미세한 물방울 입자로 변화되어 응축기(3)로 비산되며, 송풍팬(60)의 흡입력에 의해 공기유도판(11)을 통하여 공기가 초음파 진동판(10)의 하측에서 상측으로 흐르면서 물방울 입자가 비산을 돕게 된다.

물방울 입자는 응축기(3)를 통과하면서 응축기(3) 내부 냉매와 열교환되어 냉매로부터 고온의 열을 빼앗아 자신은 수증기로 상태 변화하게 된다.

수위센서(S)는 냉각수 저장조(10)에 저장된 냉각수의 수위를 측정하여 컨트롤러(C)에 송신하게 되며, 컨트롤러(C)는 수위센서(S)로부터 송신된 현재 수위를 근거로 하여 냉각수를 적정 수위로 유지하기 위하여 솔레노이드 밸브(V)를 구동시키게 된다. 즉, 냉각수가 물방울로 상태 변화되어 응축기(3)로 비산된 만큼 냉각수를 보충하게 된다.

아울러, 송풍팬(60)에 의해 실외 공기가 흡입 덕트(50)를 통하여 응축실(1b)에 유입되어 응축기(3)를 통과하게 되며, 공기 역시 냉매로부터 고온의 열을 빼앗게 된다.

수증기 및 공기는 송풍팬(60)의 순환력에 의해 순환되며, 이 순환력은 공기순환안내판(70)의 공기 유통공(71)을 통하여 작용하게 된다. 즉, 공기순환안내판 (70)의 공기 유통공(71)의 골고루 분포되어 수증기 및 실외 공기는 응축기(3)의 모든 면적을 균일하게 통과하게 된다.

응축기(3)를 통과하면서 열교환이 이루어진 수증기 및 실외 공기는 공기순환안내판(70)의 공기 유통공(71)을 통과한 후 가이드(30)를 따라 배출 덕트(40)로 유입되며, 계속해서 배출 덕트(40)를 따라 유동되다가 배출구(41)를 통해 외부로 토출된다.

한편, 응축기(3)를 통과하면서 응축기(3)와의 온도차에 의하여 응축기(3)의 표면에는 물방울이 맺히게 되며, 물방울은 응축기(3)의 경사를 따라 드레인 플레이트(80)로 흘러 내려와 배출된다.

따라서, 응축기(3) 내부를 흐르는 냉매의 열교환을 위하여 초음파 진동판(20)의 진동자(21)에 의해 냉각수가 미세한 물방울 입자로 상태 변화되어 공급되며, 물방울 입자가 매우 미세하기 때문에 응축기(3)의 구석구석까지 침투하게 되고, 아울러, 응축기(3)의 냉매와 열교환이 이루어진 냉각수는 재사용되지 않고 상시 적정 온도의 냉각수를 사용하게 되어 응축기(3)의 냉매를 적정 온도로 유지시킬 수 있게 된다.

그리고, 송풍팬(60)의 흡입력이 공기순환안내판(70)의 공기 유통공(71)을 통하여 물방울 및 실외 공기에 미치게 되어 물방울 및 실외 공기는 응축기(3)의 모든 부분에 균일하게 작용하게 된다.

또한, 응축기(3)의 냉매와 열교환을 위하여 종래와 같이 실내 공기를 유입하지 않고 실외 공기를 흡입하여 사용하게 되므로 실내의 온도 상승을 억제할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 에어컨에 의하면, 냉각수가 미세한 물방울 입자로 상태 변화되어 응축기의 냉매와 열교환하게 되며, 이 냉각수는 재사용되지 않기 때문에 응축기의 내부 냉매를 설정 온도로 유지시킬 수 있다.

그리고, 물방울 입자가 미세하며, 아울러, 물방울 입자 및 공기가 응축기의 일부분만 통과하지 않고 구석구석까지 모든 부분에 균일하게 침투하여 응축 효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 실외 공기를 열교환수단으로 사용하여 실내 공기의 상승을 억제할 수 있으므로 에어컨으로서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

1. 캐비넷과; 상기 캐비넷의 내부에 구획되어지는 기계실, 응축실, 증발실과; 상기 기계실, 응축실 및 증발실에 각각 설치되는 압축기, 응축기, 증발기를 포함하며;

   상기 응축실에 구축되며 냉각수를 미세한 물방울 입자로 상태변화시켜 상기 응축기 내부의 냉매와 열교환 되도록 공급하는 열교환수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환수단은 냉각수 저장조 내부에 설치되며 상기 냉각수를 미세한 물방울 입자로 상태 변화시켜 상기 응축기로 비산시키는 초음파 진동판과; 상기 초음파 진동판에 적정량의 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 냉각수 공급수단은 상기 냉각수저장조에 저장된 냉각수의 수위를 검출하는 수위센서와; 상기 냉각수 저장조에 냉각수를 공급하는 솔레노이드 밸브와; 상기 수위센서로부터 입력되는 현재 수위와 설정 수위를 비교하여 상기 냉각 저장조에 냉각수가 보충되도록 상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 냉각수 저장조에는 물방울 입자의 흐름을 원활하게 하기 위한 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 에어컨.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 응축기의 상측부에는 송풍팬이 설치되며, 상기 응축기와 송풍팬의 사이에는 공기 유통공이 구비된 공기순환안내판이 상기 응축기를 덮으면서 설치되는 것을 특징으로 하는 에어컨
6. 제 5 항에 있어서, 상기 공기순환안내판을 전후 또는 좌우로 이동시키는 구동수단과, 상기 공기순환안내판의 이동을 안내하는 가이드수단을 포함하여 상기 공기순환안내판의 전후, 좌우로 슬라이딩 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 응축실과 실외를 연통시키는 흡입 및 배출 덕트가 형성되어 실외 공기가 상기 응축기를 통과하면서 상기 응축기 내부의 냉매와 열교환이 이루어지도록 안내하는 것을 특징으로 하는 에어컨.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 배출 덕트의 배출구측 일부분이 상기 흡입 덕트의 내부에 관통되는 이중 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어컨.