KR200204576Y1 - 실외기 없는 에어컨 - Google Patents

Abstract

본 고안은 응축 효율을 높이며, 유지비용을 절감할 수 있도록 한 실외기 없는 에어컨에 관한 것이다.

본 고안의 실외기 없는 에어컨은, 캐비넷의 내부에 압축기, 응축기, 모세관 및 증발기 등으로 이루어진 냉동싸이클이 구현되며, 응축기 내부 냉매는 캐비넷의 내부에서 수냉식 및 공냉식에 의해 응축된다. 냉매와 열교환이 이루어지는 응축수는 응축수 탱크에 저장되면서 펌프의 압송력에 의해 분사판에 공급된다.

응축수 탱크는 케이스와의 사이에 유로가 형성되도록 결합되며, 탱크와 케이스의 사이에는 유로가 형성되며, 유로에는 증발기의 입구측에서 분기된 냉매유입관 및 압축기의 입구측에 연결되는 냉매토출관이 각각 연결된다.

이와 같이 구성된 본 고안에 의하면, 증발기에 유입되는 저온 냉매의 일부는 냉매유입관을 통하여 유로에 유입되며, 유로에 유입된 저온 냉매는 응축수 탱크의 응축수로부터 열을 빼앗아 응축수의 온도를 낮춘 후 냉매토출관을 통해 압축기로 유입된다. 이에 따라, 냉매가 효과적으로 응축되어 에어컨의 성능을 향상시킬 수 있으며, 응축수가 수증기로 상태 변화되는 손실량이 감소되어 유지비용이 절감됨과 더불어, 물의 배출량이 감소된다.

Description

실외기 없는 에어컨{AIR-CONDITIONER}

본 고안은 실외기 없는 에어컨에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 응축기의 효율을 높일 수 있도록 한 실외기 없는 에어컨에 관한 것이다.

일반적으로, 에어컨은, 압축기에서 압축된 냉매 가스가 응축기(실외측 열교환기)를 통과하면서 냉각되고, 다시 모세관을 지나면서 저온, 저압 액화 가스가 된다. 이 액화 가스는 증발기(실내측 열교환기)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 냉각식 에어컨'(출원번호 특허 1997-3394)을 제안한 바 있다.

선출원된 실외기가 필요없는 자체 냉각식 에어컨을 간략히 설명하면, 캐비넷의 내부에는 냉동 사이클의 구성요소인 증발기, 응축기, 모세관 및 압축기 등이 설치된다.

응축기는 캐비넷 내부와 밀폐되는 응축실에 설치되고, 응축실에는 응축기 내부의 냉매를 응축시키기 위한 냉각장치부가 갖추어져 응축기의 냉매로부터 열을 빼앗아 응축시키게 된다. 이 냉각장치부는 공기가 응축기 속을 통과하도록 강제로 순환시키는 응축기 팬과, 응축수를 응축기에 분사하는 냉각수 분사수단으로 구성된다.

여기서, 냉각수 분사수단은, 공급호스와 연결되어 응축수가 보충되는 응축수 탱크와, 응축수 탱크의 응축수를 압송하는 펌프와, 펌프로부터 응축수를 공급받아 응축기에 분사하는 분사판으로 구성된다.

그리고, 응축실에는 냉매를 응축시킨 공기, 수증기를 배출시키기 위한 토출덕트가 연결된다.

이와 같이 구성된 종래 에어컨에 따르면, 펌프의 압송력에 의해 응축수 탱크에 저장된 응축수가 분사판에 공급되며, 이 응축수는 펌프의 압송력에 의해 분사판의 분사공을 거쳐 응축기에 분사된다. 응축기를 통과하면서 응축기 내부 냉매의 열을 빼앗은 고온의 응축수는 다시 물탱크에 귀환된다.

지금까지 설명한 바와 같이, 종래 에어컨에 따르면, (1) 응축기 내부의 냉매를 응축시키기 위한 응축수가 응축기를 통과하면서 고온으로 상승한 후 다시 응축수 탱크에 귀환되어 응축수 탱크에 저장된 응축수가 고온으로 상승하게 되고, 고온의 응축수가 다시 순환되어 응축기를 통과하게 된다.

따라서, 에어컨을 오랜 시간 가동시키게 되면, 응축수 탱크에 저장된 응축수가 고온으로 상승되어 응축기 내부의 냉매와 온도차가 크지 않으므로 응축 효율이 떨어지게 된다.

(2) 또한, 응축수가 온도가 매우 고온이기 때문에 열교환시 많은 양의 수증기가 발생되어 토출 덕트를 통해 배출되는 바, 사용자로 하여금 오현상이 나타나는 것으로 오인하도록 하고 있다.

그리고, 응축수의 손실이 크기 때문에 응축수의 양을 적정수준으로 맞추기 위해서는 계속해서 물을 보충하여야 하는 바, 유지비용이 상승하는 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 응축기의 냉매와 열교환되는 응축수의 온도를 적정수준으로 유지시켜 응축 효율을 높일 수 있도록 한 실외기 없는 에어컨을 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 고안의 다른 목적은 응축기 냉매와 열교환이 이루어진 응축수의 배출량을 감소시키려는데 있다.

또한, 본 고안의 또 다른 목적은 응축수의 손실을 최소화하여 유지비용을 절감할 수 있도록 하려는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안 에어컨은, 캐비넷과; 상기 캐비넷에 각각 설치되는 압축기, 응축기, 증발기와; 상기 응축기에 응축수를 분사하여 냉매를 응축시키는 응축수단을 포함하며;

상기 응축수단은 응축수 탱크와; 상기 응축수 탱크 내의 응축수를 압송하는 펌프와; 상기 펌프에 의해 압송되는 응축수를 분사하는 분사수단을 포함하고;

상기 응축수 탱크에 저장된 응축수를 냉각시키는 냉각수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 에어컨에 따르면, 응축기를 통과하면서 냉매와 열교환되는 응축수가 냉각수단에 의해 적정 온도를 유지하게 되어 응축 효율을 높일 수 있으며, 응축수가 수증기로 상태 변화되어 손실되는 양이 감소되어 유지비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 고안에 의한 에어컨의 정면도.

도 2는 도 1의 측면도.

도 3은 본 고안에 에어컨에 적용된 물탱크의 분해 사시도.

도 4는 물탱크의 종단면도.

도 5는 본 고안에 의한 냉매의 흐름도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 캐비넷 2 : 압축기

3 : 응축기 5 : 증발기

10 : 응축기 팬 20 : 응축수 탱크

21 : 케이스 22 : 냉매유입관

23 : 냉매토출관 24 : 냉각판

30 : 펌프 40 : 증발기 팬

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

도 1은 본 고안에 의한 에어컨의 구성을 보이기 위한 정면도이며, 도 2는 본 고안 에어컨의 평면도이고, 도 3은 본 고안에 의한 에어컨에 적용된 냉각수 탱크의 분리 상태 사시도이며, 도 4는 본 고안에 의한 에어컨에 적용된 냉각수 탱크의 종단면도이고, 도 5는 본 고안에 의한 냉매의 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 고안 실외기 없는 에어컨은, 캐비넷(1)과, 캐비넷(1)의 내부에 구축되며 냉동 싸이클의 실현을 위한 압축기(2), 응축기(3), 모세관(4), 증발기(5) 등을 기본 구성한다.

응축기(3)의 냉매는 수냉식 및 공냉식에 의해 응축되며, 응축기(3)의 상측부에는 응축수를 분사하는 분사판(미도시)과 실내 공기를 유입하여 순환시키는 응축기 팬(10)이 각각 설치된다.

응축수는 응축수 탱크(20)에 저장되어 펌프(30)의 압송력에 의하여 분사판에 공급 및 응축기(3)에 낙하되며, 응축기(3)로 낙하되어 냉매와 열교환이 이루어진 응축수는 다시 응축수 탱크(20)로 귀환된다.

이 응축수 탱크(20)는 케이스(21)의 내부에 설치되는데, 탱크(20)와 케이스(21)의 사이에 유로(S)가 형성되며, 유로(S)에는 증발기(4)의 입구측과 연결되는 냉매순환관에서 분기된 냉매유입관(22)이 연결되는 한편, 유로(S)를 순환한 냉매가 압축기(2)에 유입되도록 안내하는 냉매토출관(23)이 연결된다.

이와 달리, 모세관(4)과 증발기(5)를 연결하는 냉매순환관에서 별도의 냉매순환관을 분기시켜 응축수 탱크(20)에 감은 후 압축기(2)의 입구측에 연결되도록 하여 모세관(4)을 통과한 저온 냉매가 분기된 냉매순환관을 따라 흐르면서 응축수 탱크(20)에 저장된 응축수와 열교환을 수행할 수 있도록 구성될 수도 있다.

아울러, 응축수 탱크(20)의 응축수 저장조에는 냉각판(24)이 설치되어 응축수를 냉각시키며, 냉각판(24)은 볼록부의 최고점 높이가 서로 다르게 여러번 벤딩된다.

그리고, 도면에 도시되지는 않았지만, 응축수 탱크는 보조탱크와 연결되어 응축수가 적정수준을 유지하도록 보조탱크로부터 공급받게 되며, 그 방법은 수위센서에 의해 자동으로 보충되는 방법, 사용자가 수작업으로 보충하는 방법 등이 사용될 수 있다.

도면중 미설명 부호 40은 증발기 팬이며, 6은 응축실과 실외를 연통시켜 냉매와 열교환된 공기와 수증기의 토출을 안내하는 토출덕트이고, 25는 응축수 탱크 커버이다.

이와 같이 구성된 본 고안에 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 열교환되어 모세관에 유입된다.

열교환수단의 열교환작용을 설명하면, 펌프(30)의 압송력에 의해 응축수 탱크(20)에 저장된 응축수가 분사판에 공급 및 응축기(3)로 낙하하게 된다.

응축기(3)로 낙하된 응축수는 냉매와 열교환되면서 냉매를 응축시키며, 일부는 수증기로 상태 변화되어 외부로 배출되고, 나머지 일부는 다시 응축수 탱크(20)로 귀환된다.

동시에, 응축기 팬(10)의 순환력에 의해 실내 공기가 응축실에 유입되어 응축(3)기를 통과하면서 냉매를 응축시키며, 냉매와 열교환되어 상태 변화된 수증기와 공기는 토출 덕트(6)를 통하여 외부로 배출된다.

그리고, 응축기(3)를 통과한 냉매는 모세관(4), 증발기(5)를 흐르면서 증발기 팬(40)의 순환력에 의해 순환된 실내 공기와 열교환되어 실내 온도를 낮추게 된다.

한편, 증발기(5)에 유입되는 저온 냉매의 일부는 냉매유입관(22)을 통하여 응축수 탱크(20)와 케이스(21) 사이의 유로(S)에 공급되며, 저온 냉매는 응축수 탱크(20)에 저장된 응축수로부터 열을 빼앗아 자신의 온도는 상승하면서 응축수의 온도를 낮추게 된다.

동시에, 탱크 내부에 장착된 냉각판(24)과 응축수가 접촉되어 응축수의 온도가 떨어지게 되며, 특히, 냉각판(24)이 곡선형으로 벤딩되어 응축수가 응축수 탱크(20) 내부를 순환하게 되므로 응축수의 온도가 전체적으로 떨어지게 된다.

이와 같은 저온의 응축수는 펌프(30)의 압송력에 의해 분사판으로 공급되어 응축기(3)를 통과하게 되며, 응축기(3) 내부 냉매와 응축수의 온도차가 매우 크기때문에 냉매를 정상적으로 응축시킬 수 있으며, 또한, 응축수가 저온이기 때문에 수증기의 발생량이 감소된다.

응축기(3)를 통과한 냉매는 다시 응축수 탱크(20)에 귀환되어 전술한 바와 같이 온도가 떨어지게 되고, 상기한 싸이클을 연속적으로 순환하게 된다.

따라서, 응축기를 통과하여 온도가 상승한 응축수가 응축수 탱크(20)에 귀환된 후, 온도가 떨어지게 되어 응축수는 상시 적정수준의 온도를 유지하게 된다. 즉, 응축수의 온도가 낮아져 응축기 내부의 냉매와 열교환이 효율적으로 이루어지게 되는 것이다.

아울러, 열교환시 수증기로 상태 변화되는 양이 감소되어 결과적으로 배출량이 감소되므로 물을 보충량이 적어지게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안 실외기 없는 에어컨에 의하면, 응축수가 상시 적정 온도를 유지하게 되어 냉매를 정상의 수준으로 응축시킬 수 있으므로 에어컨의 전체적인 성능을 향상시킬 수 있다.

그리고, 물의 보충량이 감소되므로 유지 비용이 절감되고, 아울러, 외부로 배출되는 물의 양이 최소화되므로 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 캐비넷과; 상기 캐비넷에 각각 설치되는 압축기, 응축기, 증발기와; 상기 응축기에 응축수를 분사하여 냉매를 응축시키는 응축수단을 포함하며;

   상기 응축수단은 응축수 탱크와; 상기 응축수 탱크 내의 응축수를 압송하는 펌프와; 상기 펌프에 의해 압송되는 응축수를 분사하는 분사수단을 포함하고;

   상기 응축수 탱크에 저장된 응축수를 냉각시키는 냉각수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실외기 없는 에어컨.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 응축수 냉각수단은 상기 응축수 탱크의 내부에 형성되는 유로와; 상기 증발기에 유입되는 저온 냉매의 일부가 상기 유로에 유입되도록 연결되는 냉매유입관과; 상기 유로의 출구와 압축기의 입구를 연결하여 유로를 따라 흐른 냉매가 압축기에 토출되도록 안내하는 냉매토출관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실외기 없는 에어컨.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 응축수 탱크는 탱크와 탱크 케이스의 이중 구조로 이루어지며, 상기 유로는 상기 탱크와 탱크 케이스의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 실외기 없는 에어컨.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 응축수 냉각수단은 상기 응축수 탱크에 감기며 상기 증발기측으로 유입되는 저온 냉매가 상기 응축수 탱크 주위를 흘러 압축기로 토출되도록 안내하는 냉매순환관인 것을 특징으로 하는 실외기 없는 에어컨.
5. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 응축수 탱크의 내부에 설치되는 냉각판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실외기 없는 에어컨.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 냉각판은 한번 이상 볼록하게 벤딩되는 것을 특징으로 하는 실외기 없는 에어컨.