KR200253513Y1 - 워터스크린을 이용한 에어컨용 냉매 응축장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 에어컨의 냉매 응축장치에 관한 것으로서, 냉각사이클의 압축기에서 이송되는 고온, 고압의 냉매를 응축시키는 과정중, 워터스크린을 통해 고온이 된 물을 냉각시켜주어 수온을 일정하게 유지할 수 있는 물탱크를 구비하고, 이 물탱크의 내부로 냉매가 흐르는 냉매코일을 구비시켜, 물탱크 속의 물과 열교환하는 과정을 통해 냉매의 응축이 효율적이고 원활하게 이루어지도록 한 워터스크린을 이용한 에어컨의 냉매 응축장치에 관한 것이다.

이에 본 고안은 압축기(10)에 의해 고온, 고압으로 압축된 기체상태의 냉매를 이송받아 저온의 액체상태로 냉각시킨 후 증발기(20)로 이송시켜주는 에어컨의 냉매 응축장치에 있어서, 양단이 상기 압축기(10)와 상기 증발기(20)로 연통된 냉매코일(30)과, 상기 냉매코일(30)이 잠기도록 물로 채워진 물탱크(40)와, 상기 물탱크(40)의 일측에 구비되어 물탱크(40) 내부의 물을 파이프(42)를 통해 외부로 토출시켜주는 펌프(44)와, 상기 파이프(42)의 일측을 포함하며 하측에 여러개의 홀이 천공된 노즐박스(52)와, 상기 노즐박스(52)의 천공된 홀을 통해 하측으로 낙하하는 물이 접촉되면서 흐르도록 구비된 유리판(54)과, 상기 유리판(54)의 하단부에 부착되어 흘러내리는 물을 취합하는 포집물통(56)과, 상기 포집물통(56)에 연장되어 취합된 물을 물탱크(40)까지 흘려보내도록 구비된 연결부(58)를 포함하여 이루어져 있다.

이러한 구성을 가지는 본 고안의 에어컨용 냉매 응축장치를 사용함으로써 안정적이고 효율적인 에어컨의 냉각효과를 기대할 수 있으며, 초기 장치 설비비를 현저히 저감시킬 수 있는 것이다.

Description

워터스크린을 이용한 에어컨용 냉매 응축장치{Coolant condensing unit using water screen for airconditioner}

본 고안은 에어컨의 냉매 응축장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 워터스크린을 이용하여 고온이 된 물을 냉각시켜주어 수온을 일정하게 유지할 수 있는 물탱크를 구비하고, 이 물탱크의 내부로 냉매코일을 구비시켜, 물탱크 속의 물과 열교환하는 과정을 통해 냉매의 응축이 이루어지도록 한 워터스크린을 이용한 에어컨용 냉매 응축장치에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨은 냉방사이클을 이루며 동작이 되고, 첨부도면 도 1은 이러한 에어컨의 냉방사이클을 도시하고 있는데, 도면에서 나타나듯 에어컨의 작동원리는 전체적으로 압축기와 응축기, 팽창밸브, 증발기 등으로 구성이 되어있어, 이들 각각이 냉매관을 매개로 연통되어 하나의 냉방사이클을 형성하고 있으며, 상기 압축기에서 압축된 냉매가 응축기로 이송되어 응축되고, 이 응축된 냉매는 팽창밸브에서 팽창된 후 증발기로 이송되어 냉매의 증발작용을 통해 외기를 냉각시켜서냉방작용을 하도록 되어 있다. 또한 상기 증발기에서 외기와 열교환된 후 고온이 된 냉매는 다시 압축기로 이송되어 전체적인 냉방사이클을 순환하도록 되어 있다.

상술한 과정에서, 압축기에서 압축되어 고온, 고압의 기체상태로 토출되는 냉매는 응축기로 이송되어 응축기에서 저온의 액체상태로 응축되고, 이 응축된 냉매는 팽창밸브를 거쳐 증발기로 보내져 증발기에서 증발되면서 외기를 냉각시켜 냉방작용을 수행하게 되는데, 이때, 상기와 같은 냉방사이클에서 사용되었던 종래의 응축기는 냉매관을 지그재그로 구비하고 외부에서 팬을 통해 외기를 불어 넣어주어 냉매를 응축시키는 구조로 된 것으로, 압축기로부터 이송된 고온의 기체상태인 냉매를 외기와 열교환시켜 액화시켜주었는데, 이러한 응축장치는 냉방사이클이 반복.지속됨에 따라 외기와의 열교환이 원활하게 이루어지지 않아 응축기능이 완전하게 이루어지지 않은 상태가 빈번하게 나타나는바, 이러한 경우 상기 응축기에서 응축될 때 발생되는 고열이 그대로 증발기로 이송되어 상기 증발기에서의 증발효율이 저하되었고, 이에 따라 냉각효율의 저하를 초래하게 되었으며, 이를 극복하기 위해 상기 응축기에 복수개의 팬을 구비하는 등 응축기의 부피가 필요이상으로 커져 장치 설비비가 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 응축기는 냉매를 외기와 열교환시키는 동안 고열이 발생되므로 통상 실외에 위치시키는데 가령, 가정용일 경우 아파트의 베란다 외부에 앵글로 고정시켜 설치하거나, 영업용일 경우에는 건물의 옥외에 설치하였는데, 아파트의 베란다 바깥쪽에 앵글로 고정시켜서 위치하는 것은 안정성의 위험이 있어 통상 베란다 안쪽에 위치시켜 사용하는 경우가 빈번한데, 이러한 경우 고온, 고압의냉매를 응축시킬 때 발생하는 고열로 인해 베란다 전체가 뜨거워지고, 취침 등으로 에어컨의 가동을 중단하여도 잔열이 남아 거실 창문을 열어두는 것도 곤란하였다. 또한, 건물의 옥외에 설치하는 경우에는 외부로 고열이 토출되므로 행인들의 통행에 불편을 주고 미관을 해칠뿐더러 먼지 등에 그대로 노출되어 고장의 원인이 되었다.

또한, 상기의 응축기는 냉매관의 외측면과 팬을 청소해주지 않으면 냉각효율이 급격히 저하되고, 소비전력이 상승하는 원인이 되어, 수시로 점검하고 청소해 주어야 하는 번거로움이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 압축기로부터 이송된 고온의 냉매를 안정적으로 응축시켜 증발기로 보냄으로써 냉방효율을 증가시키고 장치 설비비를 저감시키며, 설비공간을 효율적으로 사용함과 동시에 미관상 수려하고 관리가 편리한 에어컨용 냉매 응축장치를 제공함에 본 고안의 목적이 있다.

도 1은 에어컨의 냉방사이클과 응축기의 원리를 도시한 도면

도 2는 본 고안에 따른 냉방사이클을 개략적으로 도시한 계통도

도 3은 본 고안의 물탱크와 워터스크린을 도시한 정면도

도 4는 본 고안의 물탱크와 워터스크린을 도시한 평면도

도 5는 본 고안의 워터스크린을 도시한 측면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 압축기 14 : 팽창밸브

15 : 냉매관 16 : 열교환기

18 : 팬 20 : 증발기

30 : 냉매코일 40 : 물탱크

42 : 파이프 43 : 펌프

44 : 수도관 46 : 공급밸브

47 : 펌프밸브 48 : 하우징

50 : 워터스크린 52 : 노즐박스

54 : 유리판 56 : 포집물통

57 : 지지대 58 : 연결부

60 : 브라켓 70 : 보조팬

a, b, c : 연결관

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 압축기에 의해 고온, 고압으로 압축된 기체상태의 냉매를 이송받아 저온의 액체상태로 냉각시킨 후 증발기로 이송시켜주는 에어컨의 냉매 응축장치에 있어서, 양단이 상기 압축기와 상기 증발기로연통된 냉매코일과, 상기 냉매코일이 잠기도록 물로 채워진 물탱크와, 상기 물탱크의 일측에 구비되어 물탱크 내부의 물을 파이프를 통해 외부로 토출시켜주는 펌프와, 상기 파이프의 일측을 포함하며 하측에 여러개의 홀이 천공된 노즐박스와, 상기 노즐박스의 천공된 홀을 통해 하측으로 낙하하는 물이 접촉되면서 흐르도록 구비된 유리판과, 상기 유리판의 하단부에 부착되어 흘러내리는 물을 취합하는 포집물통과, 상기 포집물통에 연장되어 취합된 물을 물탱크까지 흘려보내도록 구비된 연결부를 포함하여 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 유리판과 이격되어 상기 유리판과 접촉하며 낙하하는 물의 온도를 하강시켜주도록 외기를 불어 넣어주는 보조팬이 상기 유리판을 향하면서 외부의 적당한 위치에 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 물탱크의 상측에는 상기 물탱크 내의 수위가 낮아질 경우 외부에서 물을 공급해줄 수 있도록 한 수도관과 공급밸브가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 노즐박스의 외면에는 하나 이상의 브라켓이 구비되어 상기 노즐박스를 천장면 또는 상기 유리판의 일면에 고정시켜주도록 된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 압축기(10)에 의해 고온, 고압으로 압축된 기체상태의 냉매를 이송받아 저온의 액체상태로 냉각시킨 후 증발기(20)로 이송시켜주는 에어컨의 냉매 응축장치에 있어서, 양단이 상기 압축기(10)와 상기 증발기(20)로 연통된냉매코일(30)과, 상기 냉매코일(30)이 잠기도록 물로 채워진 물탱크(40)와, 상기 물탱크(40)의 일측에 구비되어 물탱크(40) 내부의 물을 파이프(42)를 통해 외부로 토출시켜주는 펌프(43)와, 상기 파이프(42)의 일측을 감싸안은 채 하측에 여러개의 홀이 천공된 노즐박스(52)와, 상기 노즐박스(52)의 천공된 홀을 통해 하측으로 낙하하는 물이 접촉되면서 흐르도록 구비된 유리판(54)과, 상기 유리판(54)의 하단부에 부착되어 흘러내리는 물을 취합하는 포집물통(56)과, 상기 포집물통(56)에 연장되어 취합된 물을 물탱크(40)까지 흘려보내도록 구비된 연결부(58)를 포함하여 이루어져 있다.

또한, 상기 유리판(54)과 이격되어 상기 유리판(54)과 접촉하며 낙하하는 물의 온도를 하강시켜 주도록 외기를 불어 넣어주는 보조팬(60)이 상기 유리판(54)을 향하면서 외부의 적당한 위치에 구비되어 있다.

상기 유리판(54)은 기존의 유리판 즉, 예컨데 아파트의 베란다에 구비된 샤시용 유리판 등을 이용한다.

또한, 유리판(54) 대신에 일반 단독주택에서 분수대(도시되지 않음)가 구비되는 경우, 이 분수대를 이용하여 낙하하는 물을 포집하도록 할 수 있다.

상기 물탱크(40)의 일측에는 상기 물탱크(40) 내의 수위가 낮아질 경우 외부에서 물을 공급해 줄 수 있도록 수도관(44)과 공급밸브(46)가 구비된다.

상기 물탱크(40)의 상측에는 압축기(10)를 내장하고 있는 하우징(48)이 형성되어 있으며, 상기 하우징(48)의 외부로는 상기 압축기(10)와 증발기(20)를 연결하는 연결관(a)이 돌출되어 있고, 상기 물탱크(40)의 외측으로는 상기 냉매코일(30)과 외부의 팽창밸브(14)를 연결하는 연결관(c)이 돌출되어 있으며, 상기 하우징(48) 내의 압축기(10)와 상기 물탱크(40) 내의 냉매코일(30)도 별도의 연결관(b)으로 연결되어 있다.

상기 물탱크(40)의 일측에 구비된 펌프(43)는 물탱크(40)의 물을 파이프(42)를 통해 외부로 토출시키고, 상기 파이프(42)의 펌프(43)와 연결되지 않은 타측은 상기 유리판(54)의 상면까지 연장되어 상기 노즐박스(52)로 물탱크(40)의 물을 전달하여 준다.

또한, 상기 펌프(43)를 통해 토출되는 유량을 조절할 수 있는 펌프밸브(47)가 파이프(42)의 일측에 구비된다.

상기 노즐박스(52)의 외면에는 하나 이상의 브라켓(60)이 구비되어 상기 노즐박스(52)를 천장면 또는 상기 유리판(54)의 일면에 고정시켜 주도록 되어있다.

상기 노즐박스(52)의 하측 외면에는 다수개의 홀이 천공되어 있어 상기 파이프(42)로부터 전달받은 물을 집수하여 하측으로 배출시키게 된다.

상기 유리판(54)의 하단부에 형성된 포집물통(56)은 하측의 지지대(57)를 통해 지지되며, 실리콘 등의 방수 접착제를 이용하여 상기 유리판(54)의 일면에 부착시킬 수 있다.

또한, 상기 유리판(54)은 아크릴판 등의 타 재질로 대체가 가능하며, 반드시 투명 유리판으로 국한되는 것은 아니다.

이와같이 구성된 본 고안은 압축기(10)로부터 이송된 고온의 냉매를 물탱크(40) 내부의 물과 열교환시켜줌으로써 고온의 냉매를 저온으로 응축되고, 상기 물탱크(40) 내부의 물은 워터스크린(50)의 동작을 통해 순환하면서 항상 일정한 온도를 유지할 수 있는 것이다.

즉, 상기 물탱크(40)의 물은 펌프(43)에 의해 워터스크린(50)으로 공급되고, 이 워터스크린(50)을 이루는 상부의 노즐박스(52)는 파이프(42)로부터 물을 공급받아 노즐박스(52)의 외면에 천공된 다수개의 홀을 통해 물을 배출하게 된다. 이 배출된 물은 유리판(54)과 접촉하며 흐르게 되고, 상기 유리판(54)의 하단부에 구비된 포집물통(56)에 의해 취합되어 다시 물탱크(40)로 회수되는 것이다. 이 과정에서 상기 유리판(54)과 접촉되며 낙하되는 물은 외기와 접촉하면서 열교환과 증발현상을 통해 온도가 저하되는 것이다.

한편, 상기 압축기(10)로부터 고온, 고압의 냉매를 이송받은 물탱크(40) 내부의 냉매코일(30)은 물과 열교환하면서 저온의 냉매로 변환되고, 반대로 물탱크(40) 내부의 물은 냉매코일(30)의 내부를 흐르는 고온의 냉매와 열교환되어 온도가 상승하게 되는 것이다. 이렇게 온도가 상승된 물은 상기 워터스크린(50)을 통해 유리판(54)과 접촉하면서 낙하할 때 고온의 수증기는 증발하게 되고, 외기와 접촉하면서 온도가 저하된 채 유리판(54)의 하단에 형성된 포집물통(56)과 이에 연장된 연결부(58)를 통해 다시 물탱크(40)로 회수되는 것이다. 이때, 상기 워터스크린(50)과 이격된 채 외부에 설치된 보조팬(70)을 가동하여 낙하하는 물에 외기를 불어 넣어주면, 낙하하는 물의 온도를 더욱 쉽게 저하시킬 수 있는 것이다. 또한,상기 워터스크린(50)의 수막을 얇게 그리고 넓게 유지시킴으로써 낙하하는 물을 더욱 효과적으로 저하시킬 수 있는데, 이는 상기 유리판(54)과 노즐박스(52), 포집물통(56)의 너비를 증가시키고 상기 펌프밸브(47)를 통해 파이프(42)로 공급되는 물의 양을 조절함으로써 가능하게 되는 것이다.

이러므로써, 상기 압축기(10)로부터 이송된 고온의 냉매를 응축시키느라 고온이 되는 물탱크(40) 내부의 물이 워터스크린(50)을 거쳐 온도가 저하되어 회수된 물과 혼합됨으로써 일정한 온도를 유지할 수 있는 것이고, 이에따라 압축기(10)로부터 이송받은 고온의 냉매를 저온의 냉매로 효과적으로 응축시켜 증발기(20)로 이송시키게 되어, 전체적인 냉방사이클을 안정적이고 효율적으로 운용할 수 있는 것이다.

또한, 상기 유리판(54)의 상측에 형성되는 노즐박스(52)는 그 외면에 구비되는 하나 이상의 브라켓(60)에 의해 천장면이나 벽면 또는 상기 유리판(54)의 일면에 고정시킬 수 있고, 상기 유리판(54)의 하단부에 형성되는 포집물통(56)은 이 포집물통(56)의 하측에 구비되는 지지대(57)에 의해 지지되며, 실리콘 등의 방수 접착제에 의해 유리판(54)에 고정 부착할 수 있는 것이다.

상기 노즐박스(52)는 파이프(42)의 일측을 포함하며 형성되어 있어, 상기 파이프(42)로부터 공급받은 물을 완전하게 수용할 수 있고, 이 파이프(42)로부터 공급받은 물을 외면에 천공된 다수개의 홀을 통해 하측으로 배출할 수 있는 것이다.

또한, 상기 보조팬(70)은 작은 양의 외기만을 상기 워터스크린(50) 쪽으로 불어 넣어주면 되므로, 상기 워터스크린(50)과 이격된 적당한 위치, 즉 천장면이나벽면 등에 설치할 수 있고 가정용 또는 영업용 선풍기로 사용할 수도 있다.

또한, 상기 유리판(54)은 투명 또는 반투명 재질로 특정하게 국한되는 것은 아니며 아크릴판 등의 타 재질로도 사용 가능하되 열전도율이 낮거나 없는 재질이 바람직하다고 할 수 있다.

이러한 구성을 가지는 본 고안의 에어컨용 냉매 응축장치를 사용함으로써 안정적이고 효율적인 에어컨의 냉각효과를 기대할 수 있으며, 초기 장치 설비비를 현저히 저감시킬 수 있는 것이다.

또한, 아파트의 베란다로 통하는 거실의 대형 창문이나 벽면 또는 영업장에서의 쇼윈도에 본 고안의 워터스크린을 설치하면 미관상 수려하며 공간도 효율적으로 활용할 수 있어 효과적이라 할 수 있다.

또한, 물탱크의 청소나 노출된 워터스크린의 점검이 용이하므로 설치 후 관리도 매우 편리하다 할 수 있다.

또한, 종래 사용하고 있는 에어컨에 별도의 장치 변경없이, 본 고안의 워터스크린을 이용한 냉매 응축장치를 적용하여 구성하는 것이 용이하므로 노후된 종래의 응축기를 교체할 때 우선적으로 활용할 수 있으며, 장기적으로 볼때, 소비전력의 저감과 냉각효율의 증가, 설비비 감소, 장식적 도구로서의 활용도로 그 쓰임이 다양하다고 할 수 있다.

Claims (4)

1. 압축기(10)에 의해 고온, 고압으로 압축된 기체상태의 냉매를 이송받아 저온의 액체상태로 냉각시킨 후 증발기(20)로 이송시켜주는 에어컨의 냉매 응축장치에 있어서,

   양단이 상기 압축기(10)와 상기 증발기(20)로 연통된 냉매코일(30)과, 상기 냉매코일(30)이 잠기도록 물로 채워진 물탱크(40)와, 상기 물탱크(40)의 일측에 구비되어 물탱크(40) 내부의 물을 파이프(42)를 통해 외부로 토출시켜주는 펌프(44)와, 상기 파이프(42)의 일측을 포함하며 하측에 여러개의 홀이 천공된 노즐박스(52)와, 상기 노즐박스(52)의 천공된 홀을 통해 하측으로 낙하하는 물이 접촉되면서 흐르도록 구비된 유리판(54)과, 상기 유리판(54)의 하단부에 부착되어 흘러내리는 물을 취합하는 포집물통(56)과, 상기 포집물통(56)에 취합된 물을 물탱크(40)까지 흘려보내도록 구비된 연결부(58)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 워터스크린을 이용한 에어컨용 냉매 응축장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 유리판(54)과 이격되어 상기 유리판(54)과 접촉하며 낙하하는 물의 온도를 하강시켜주도록 외기를 불어 넣어주는 보조팬(70)이 상기 유리판(54)을 향하도록 외부의 적당한 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 워터스크린을 이용한 에어컨용 냉매 응축장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 물탱크(40)의 상측에는 상기 물탱크(40) 내의 수위가 낮아질 경우 외부에서 물을 공급해주도록 수도관(44)과 공급밸브(46)가 구비된 것을 특징으로 하는 워터스크린을 이용한 에어컨용 냉매 응축장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐박스(52)의 외면에는 하나 이상의 브라켓(60)이 구비되어 상기 노즐박스(52)를 천장면 또는 상기 유리판(54)의 일면에 고정시켜주도록 된 것을 특징으로 하는 워터스크린을 이용한 에어컨용 냉매 응축장치.