KR200291600Y1 - 공조기의 냉매압 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 여름철과 겨울철에 실내를 냉방 및 난방시키는 냉난방 공조기에 관한 것으로, 특히 기온이 낮은 겨울철 냉매를 가열하여 액체상태의 냉매를 기화시켜 압력을 팽창시킴으로써 냉매의 정상적인 열교환으로 난방효과를 높이고, 난방 싸이클의 작동을 순조롭게 하는 한편 냉매의 압력을 일정하게 조절하여 압축기의 부하와 소음을 줄이는 공조기의 냉매압 조절장치에 관한 것이다.

이러한 본 고안에 따르면 겨울철 난방운전시 압축기에서 증발기로 냉매가 제공되는 냉매관에 소정의 내부공간이 주어진 압력조절탱크를 설치하고, 여기에 차압판과 히터를 장착하는 한편 토출쪽의 냉매관에 냉매압을 감지하는 센서를 장착하고, 상기 센서의 감지신호에 의해 콘트롤러에서 히터를 작동시켜 냉매를 가열하게 구성되는 것으로, 냉매를 기화시켜 압력을 팽창시키는 것이다.

Description

공조기의 냉매압 조절장치{control device for air conditioning and heating apparatus refrigerant-pressure}

본 고안은 기온이 높고 낮은 여름철과 겨울철에 실내를 냉방 및 난방시키는 냉난방 공조기에 관한 것으로, 특히 기온이 낮은 겨울철 냉매를 가열하여 액체상태의 냉매를 기화시켜 압력을 팽창시킴으로써 냉매의 정상적인 열교환으로 난방효과를 높이고, 난방 싸이클의 작동을 순조롭게 하는 한편 냉매의 압력을 일정하게 조절하여 압축기의 부하와 소음을 줄이는 공조기의 냉매압 조절장치에 관한 것이다.

기존의 일반적인 냉난방 공조기는 냉매의 압축⇒ 응축⇒ 팽창⇒ 증발과정을 연속적으로 수행하는 냉방 싸이클의 구성으로 기온이 낮은 겨울철 실내의 난방운전은 냉방 싸이클을 역으로 순환시킴으로써 응축기와 증발기를 상호 전환시켜 실내를 난방하게 된다.

일반화된 공조기의 냉동 싸이클은 압축기에서 냉매를 압축하여 고온 고압상태로 제공하고, 응축기에서 고온 고압상태의 기체 냉매를 액화시키며, 응축기로부터 제공된 액체상태의 냉매를 팽창밸브에서 기화시켜 증발기로 제공하고, 증발기에서 실내공기를 냉각시켜 냉방이 이루어진다.

여기서, 응축기는 고온 고압상태로 제공되는 냉매를 냉각하여 냉매의 열기를 방출시킴으로써 기체상태의 냉매를 액화하고, 증발기는 냉매가 액체상태에서 기화됨에 따라 증발열을 흡수하여 냉각되므로써 실내공기를 냉각하게 된다.

이러한 냉난방 공조기는 상기에서 전술한 압축기와 응축기와 팽창밸브 및 증발기 등이 하나의 장치에 일체화된 일체형 공조기와, 열을 방출하는 압축기와 응축기를 실외에 설치하고 증발기만을 실내에 설치한 분리형 공조기로 구분되며, 겨울철 냉방 싸이클이 역으로 순환되어 증발기에서 응축기의 기능을 수행하여 실내를 난방하고, 응축기는 증발기의 기능을 수행하며, 일체형 공조기는 응축기에 의해 차가워진 공기를 실외로 배출하게 된다.

그러나, 기존의 냉난방 공조기는 기온이 낮은 겨울철 난방운전시 실내와 실외의 온도차가 심하지 않은 지역에서는 정상운전이 가능하나, 실외온도가 영하로 떨어지거나 또는 실내온도가 15℃ 이하로 낮아지면 냉매의 압력이 급격히 떨어지므로써 냉매의 순환과정이 순조롭지 못하고, 난방효과도 떨어지고 있었다.

즉, 실내 및 실외온도가 낮아지면 압축기와 응축기와 팽창밸브 및 증발기 등을 순환하는 냉매의 압력이 떨어지므로 압축기로부터 응축기로 제공되는 고온 고압의 기체상태인 냉매에서 소정량의 냉매가 액화된 상태로 응축기에 제공되므로써 응축기의 발열량이 현저하게 저하되고, 실내 및 실외온도가 낮은 이유로 증발기에서 흡열량이 감소되어 정상적인 열교환이 이루어지지 못하고 있었다.

한편 상기에서 냉매의 압력을 높이고자 압축기에 과도한 부하가 발생하여 냉매의 순환이 불안정하고 냉매의 압력이 일정하게 유지되지 못하여 소음이 크게 높아지고 있었다.

본 고안은 상기와 같은 기존 냉난방 공조기의 문제점들을 해소하고자 안출된 고안으로써, 기온이 낮은 겨울철 히터로 냉매를 가열하여 기체로 기화시킴으로써 냉매의 압력을 팽창시켜 정상적인 열교환이 이루어지게 하므로 난방효과를 높이고 난방 싸이클의 작동을 순조롭게 하는 한편 냉매의 압력을 일정하게 조절하여 압축기의 부하와 소음을 줄이는 공조기의 냉매압 조절장치를 제공하고자 하는 것이다.

이러한 본 고안에 따르면 겨울철 난방운전시 압축기에서 증발기로 냉매가 제공되는 냉매관에 소정의 내부공간이 주어진 압력조절탱크를 설치하고, 여기에 차압판과 히터를 장착하는 한편 토출쪽의 냉매관에 냉매압을 감지하는 센서를 장착하고, 상기 센서의 감지신호에 의해 콘트롤러에서 히터를 작동시켜 냉매를 가열하게 구성되는 것으로, 냉매를 기화시켜 압력을 팽창시키는 것이다.

도 1 은 기존 항온공조기의 냉난방 싸이클 구성도

도 2 는 본 고안에 따른 실시예의 냉난방 싸이클 구성도

도 3 은 본 고안에 따른 냉매압 조절장치의 설치상태 단면도

도 4 는 본 고안에 따른 압력조절탱크의 측단면도

도 5 는 본 고안의 다른 실시예를 보인 설치상태 단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10: 압축기 12: 응축기 15: 팽창밸브

16: 분배기 17: 증발기 20: 냉매압 조절장치

21: 압력조절탱크 22,22a: 냉매관 23: 차압판

24: 히터 25: 냉매압 감지센서 30: 콘트롤러

본 고안은 낮은 기온으로 냉매의 압력이 떨어지는 겨울철 히터로 냉매를 가열하여 압력을 팽창시키는 고안으로, 도면을 참조하여 본 고안에 따른 실시예의 구성을 자세히 설명하기로 한다.

먼저 본 고안의 구성에서는 압축기와 응축기와 팽창밸브 및 증발기 등이 하나의 장치에 일체화된 일체형 항온공조기를 실시예로 설명하기로 한다.

도면의 도 1 은 기존 일체형 항온공조기의 냉난방 싸이클 구성도로, 냉방 싸이클의 경우는 압축기(10)에서 냉매를 고온 고압의 기체상태로 압축하고, 압축기(10)를 거친 고온 고압상태의 냉매를 가습보조응축기(11)에서 물로 냉각하는 한편 실내가습을 수행하며, 가습보조응축기(11)를 거친 냉매는 응축기(12)에서 배기팬에 의해 강제 냉각되어 액화되고, 다시 보조냉각기(13)에서 냉각된 다음 필터드라이어(14)와 팽창밸브(15) 및 분배기(16)를 거쳐 저온 저압의 기체상태로 증발기(17)에 제공되어 실내공기를 냉각하며, 냉매는 저온 저압상태로 보조냉각기(13)를 거쳐 여과기(18)를 통해 압축기(10)에 제공되는 싸이클로 구성된다.

또한 난방 싸이클의 경우는 압축기(10)에서 고온 고압의 기체상태인 냉매가 증발기(17)로 제공되어 실내공기를 가열해 난방하고, 증발기(17)를 거친 냉매는 분배기(16)와 필터드라이어(14)를 통해 보조냉각기(13)로 제공되며, 냉매는 보조냉각기(13)에서 응축기(12)를 거쳐 증발기(17)와 일체로 설치된 가열보조응축기를 통해 다시 보조냉각기(13)로 제공되며, 보조냉각기(13)에서 여과기(18)를 통해 압축기(10)로 제공되는 난방 싸이클로 구성된다.

따라서, 이러한 기존의 일체형 항온공조기는 겨울철 냉방 싸이클이 역으로 순환되어 증발기(17)에서 응축기(12)의 기능을 수행하여 실내를 난방하고, 응축기(12)는 증발기(17)의 기능을 수행하게 되는 것이다.

여기서, 본 고안은 도면에 도시된 도 2 와 같이 난방운전시 냉매가 압축기(10)에서 증발기(17)로 제공되는 냉매관과 또는 냉매가 응축기(12)에서 증발기(17)와 일체로 설치된 가열보조응축기로 제공되는 냉매관사이에 본 고안의 냉매압 조절장치(20)를 설치하여 냉매를 가열시킴으로써 압력을 팽창시키는 것이다.

이러한 본 고안은 소정의 내부공간이 구비되고 냉매가 압축기(10)에서 증발기(17)로 제공되는 냉매관(22)사이에 설치된 압력조절탱크(21)와, 상기 압력조절탱크(21)의 내부에서 냉매가 유입되는 쪽에 칸막이 형태로 설치되며 다수의 유입공(23a)이 천공된 차압판(23)과, 다수의 방열핀(24a)이 장착되며 압력조절탱크(21)의 내부에 설치된 히터(24)와, 상기 압력조절탱크(21)에서 냉매의 토출쪽 냉매관(22a)에 장착되어 냉매의 압력을 감지하는 냉매압 감지센서(25)와, 상기 냉매압 감지센서(25)의 감지신호를 전달받아 히터(24)를 작동시키는 콘트롤러(30)로 구성된 것을 본 고안의 특징으로 하는 것이다.

냉매관(22)(22a)사이에 설치되는 압력조절탱크(21)는 소정의 내부공간이 구비된 원통형태로 형성하는 것이 바람직하고, 압력조절탱크(21)의 양쪽에서냉매관(22)(22a)을 밀폐된 상태로 연결 설치하게 된다.

상기 압력조절탱크(21)의 내부에 설치되는 차압판(23)은 다수의 유입공(23a)이 천공되고, 칸막이 형태로 냉매가 유입되는 쪽에 설치되므로써 냉매관(22)으로 유입되는 냉매가 차압판(23)에 가로막혀 흐름이 정체된 상태에서 다수의 유입공(23a)을 통해 서서히 압력조절탱크(21) 내부로 유입된다.

따라서, 압축기(10)를 통해 고온 고압상태로 제공된 냉매는 소정의 내부공간이 주어진 압력조절탱크(21)로 유입되는 한편 차압판(23)에 가로막혀 일시적으로 흐름이 정체되므로 냉매의 압력이 일정한 상태로 유지될 수 있다.

한편 압력조절탱크(21)의 내부에 설치되는 히터(24)는 다수의 방열핀(24a)이 장착되어 냉매와의 접촉에 의한 발열량을 높이며, 기체나 액체상태로 공급되는 냉매를 가열하여 압력을 팽창시키게 된다.

또한 압력조절탱크(21)에서 냉매의 토출쪽 냉매관(22a)에 압력을 감지하는 냉매압 감지센서(25)를 장착하고, 여기서 감지한 신호는 콘트롤러(30)로 전달되게 하며, 상기 냉매압 감지센서(25)의 감지신호에 따라 콘트롤러(30)에서 히터(24)를 작동시켜 냉매를 가열하게 설치한다.

상기 압력조절탱크(21)를 거쳐 제공되는 냉매의 압력이 기준치(12~14㎏) 이하로 떨어지면 감지센서(25)를 통해 콘트롤러(30)에서 이를 감지하고 히터(24)를 작동시켜 냉매를 가열하므로써 냉매의 압력을 팽창시켜 높이게 되며, 냉매의 압력이 기준치에 도달하면 히터(24)는 콘트롤러(30)에 의해 "오프" 된다.

이러한 본 고안에 따르면 기온이 낮은 겨울철 냉매의 압력이 기준치 이하로떨어지면 콘트롤러(30)에서 냉매의 압력을 인식하고 히터(24)를 작동시켜 냉매를 가열해 압력을 팽창시키며, 여기서 액체상태로 압력조절탱크(21)에 유입되는 소정량의 냉매도 히터(24)의 가열로 기화되어 압력이 팽창된다.

따라서, 난방운전시 증발기(17)에서 발열량을 높혀 난방효과를 높이게 되고, 냉매의 압력이 높고 일정하게 유지되므로써 난방 싸이클의 작동을 순조롭게 하는 것이다.

또한 히터(24)의 작동이 불필요한 여름에는 압력조절탱크(21)에서 냉매의 압력을 일정하게 유지시킴으로 냉매의 순환이 순조롭고, 압축기(10)에서 과도한 부하를 방지하게 된다.

이러한 본 고안의 기술적인 구성은 일체형 항온공조기에 국한되지 않고, 압축기와 응축기를 실외에 설치하고 증발기만을 실내에 설치한 분리형 공조기에도 설치될 수 있으며, 또한 일반 냉동기에도 광범위하게 적용될 수 있는 것이다.

본 고안은 냉매를 가열해 압력을 팽창시키는 한편 냉매의 압력을 일정하게 유지시킴으로써 증발기와 응축기에서 정상적인 열교환이 이루어지게 하므로 난방효과를 높이고, 난방 싸이클의 작동을 순조롭게 하는 한편 냉매의 압력을 일정하게 조절하여 압축기의 부하와 소음을 줄이는 효과를 제공하는 것이다.

Claims (1)

1. 압축기(10)와 응축기(12)와 팽창밸브(15) 및 증발기(17) 등이 설치된 기존의 냉난방 공조기에 있어서,

   소정의 내부공간이 구비되고 냉매가 압축기(10)에서 증발기(17)로 제공되는 냉매관(22)사이에 설치된 압력조절탱크(21)와, 상기 압력조절탱크(21)의 내부에서 냉매가 유입되는 쪽에 칸막이 형태로 설치되며 다수의 유입공(23a)이 천공된 차압판(23)과, 다수의 방열핀(24a)이 장착되며 압력조절탱크(21)의 내부에 설치된 히터(24)와, 상기 압력조절탱크(21)에서 냉매의 토출쪽 냉매관(22a)에 장착되어 냉매의 압력을 감지하는 냉매압 감지센서(25)와, 상기 냉매압 감지센서(25)의 감지신호를 전달받아 히터(24)를 작동시키는 콘트롤러(30)로 구성된 것을 특징으로 하는 공조기의 냉매압 조절장치.