KR200295946Y1 - 제상용 가열수단이 구비된 냉난방기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉난방기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉방 및 난방기능을 동시에 갖춘 냉난방기를 난방운전 시킬 때 히터를 사용하여 실외열교환기에 발생하는 성애를 제상함으로써 불필요한 열손실을 방지하는 냉난방기에 관한 것이다. 본 고안에 따른 장치는 압축기에서 압축된 냉매가 실내열교환기 쪽으로 순환되고 실내열교환기에서 응축된 냉매가 실외열교환기를 거쳐 압축기로 재순환되어 난방기능을 수행하거나 또는 역순환되어 냉방기능을 수행하는 냉난방기에 있어서, 실외열교환기의 일측에 가열수단이 설치되어 소정온도 이하에서 제상기능을 수행한다. 가열수단은, 실외열교환기의 일측에 장착되는 하나 이상의 가열파이프; 가열파이프 내부에 장착되는 히터; 실외열교환기의 소정위치에 설치되어 상기 실외열교환기 표면의 온도를 감지하는 온도센서; 및 온도센서로부터 검출된 온도를 입력받아 상기 히터에 전원을 인가하는 제어부를 포함한다.

Description

제상용 가열수단이 구비된 냉난방기{Air conditioner having a defrosting heater}

본 고안은 냉난방기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉방 및 난방기능을동시에 갖춘 냉난방기를 난방운전 시킬 때 히터를 사용하여 실외열교환기에 발생하는 성애를 제상함으로써 불필요한 열손실을 방지함과 아울러 냉난방기의 성능을 최대한 발휘할 수 있게 하는 냉난방기에 관한 것이다.

일반적인 냉난방기는 냉동사이클을 이용하여 냉방 또는 난방기능을 수행하는 것으로서, 실내열교환기가 설치된 실내기(A)와 실외열교환기가 설치된 실외기(B)로 분리 구성된다.

이러한 냉난방기는 여름철에는 주로 냉방기능을 통하여 실내열교환기 쪽으로 저온저압의 냉매가 순환되어 공기를 냉각시킴으로서 실내에 시원한 바람을 공급하고, 겨울철에는 냉동사이클을 역순환시켜 실내열교환기 쪽으로 고온고압의 냉매를 순환시킴으로서 실내에 따뜻한 공기를 제공하여 난방기능을 수행토록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 냉난방기는 실내기(A)와 실외기(B)로 구성되는데, 실내기(A)는 실내열교환기(2)와 실내팬(2a)으로 이루어지고, 실내열교환기(2)는 내부에 흐르는 냉매가 증발되는 과정에서 주위의 열을 흡수하여 냉매 자체의 온도는 상승되고 주위의 공기는 저온으로 냉각시키면서 실내공기를 냉방시키게 된다. 상기 실내열교환기(2)가 주위의 열을 흡수하는 과정에서 상기 실내팬(2a)은 주변의 공기를 끌어모아 실내열교환기(2) 측으로 송풍시키면서 실내열교환기(2)의 열교환 작용을 보조하게 된다.

한편, 실외기(B)는 압축기(1)와 실외열교환기(4)와 실외팬(4a)으로 이루어지며, 압축기(1)는 냉매관(6)을 통하여 실내열교환기(2) 및 실외열교환기(4)와 연결되고 내부의 냉매를 고온고압으로 압축한다. 실외열교환기(4)는 그 내부에 냉매가유입되면서 실외공기와 열교환하게 되는데, 이때 실외팬(4a)은 외부공기를 끌어모아 실외열교환기(4) 측으로 송풍하면서 상기 냉매관(6)을 통해 운반된 냉매를 열교환시키게 된다. 또한, 상기 압축기(1)의 타측 실외열교환기(4)와 실내열교환기(2)의 사이에 모세관(3)이 형성되어 냉매를 저압으로 감압시키는 작용을 한다.

이와 같은 구성으로 종래 냉난방기의 냉방과정을 살펴보면, 먼저 실외기(B)의 압축기(1)에서 냉매를 고온고압으로 압축하여 실외열교환기(4)로 순환시키면, 실외열교환기(4)는 압축기(1)로부터 유입된 고온고압의 냉매를 실외공기와의 열교환과정을 거쳐 저온의 냉매로 응축시킨다. 실외열교환기(4)를 거친 냉매는 실내열교환기(2)에서 실내의 더운 공기와 열교환하게 되고, 이러한 열교환 과정에서 승온된 냉매는 모세관(3)을 통하여 저온저압의 액체상태의 냉매로 변환된후, 다시 실외열교환기(4)로 순환하게 된다.

이러한 과정에서 상기 실내열교환기(2) 내의 저온의 냉매가 실내공기의 열을 흡수하면서 증발되어 상온으로 변환되고, 동시에 실내공기는 냉각되고 실내팬(2a)을 회전시켜 열교환과정을 통해 냉각된공기를 실내로 토출함으로써 실내가 시원하게 냉방을 실현하게 된다.

또한, 종래 냉난방기의 난방과정을 살펴보면, 도시하진 않았지만 사방밸브, 체크밸브 등 냉매흐름을 자유자재로 제어시킬 수 있는 전환장치를 이용하여 냉매를 역순환시켜, 압축기(1)에서 고온고압으로 압축된 냉매를 냉매관(6)을 거쳐 실내열교환기(2)로 순환시킨다. 이후, 실내열교환기(2)는 압축기(1)로부터 유입된 냉매를 실내팬(2a)의 회전으로 송풍되는 실내공기와 열교환시킴으로써 고온고압의 냉매를저온의 냉매로 응축시킨다. 이때, 상기 실내열교환기(2) 내부의 냉매는 그 자체의 열을 방열하여 실온의 액체상태로 응축되고, 아울러 실내열교환기(2)로부터 방열된 고열에 의해 실내공기가 가열된 후 송풍됨으로써 실내의 난방이 이루어지게 된다. 이후, 열교환과정을 통해 저온으로 변한 냉매는 실외열교환기(4)로 순환되고, 실외팬(4a)이 회전됨으로써 실외공기가 실외열교환기(4)로 송풍된다. 이때, 실외열교환기(4) 내의 냉매는 외부의 열을 흡수함으로서 증발되어 상온으로 변환되고, 상기 실외열교환기(4)를 거친 냉매는 다시 압축기(1)로 재순환되어 고온고압의 냉매로 압축된다. 따라서, 냉난방기는 이러한 사이클을 반복 수행하여 실내열교환기(2)로부터 가열된 공기를 실내로 계속 토출함으로서 실내가 따뜻하게 난방되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 냉난방기는 다음과 같은 단점들이 있었다.

즉, 상술한 냉난방기의 난방기능은 대부분 외기 온도가 낮은 겨울철에 수행됨으로, 상기 난방기능 수행중 냉매의 증발작용을 하는 실외열교환기(4)의 표면온도가 낮아져, 특히 실외온도가 0∼5℃의 저온이 될 경우 상기 실외열교환기 표면에 성애가 발생하게 된다. 이때, 실외열교환기 표면에 발생하는 성애를 제거하기 위하여 냉매를 역순환시켜 실외열교환기 자체 내에서 발생하는 열로써 그 표면의 성애를 제거하는 제상기능을 수행하는 동안에는 난방모드에서 냉방모드로 운전하게 되므로 실내 난방이 중단되는 문제점이 있었다.

또한, 제상기능을 수행하는 동안에 난방이 이루어지지 못함으로써 실내온도는 통상시 보다 10∼20℃ 가량 낮아져 그 난방효율이 저하됨으로서 불필요한 열손실이 발생하는 다른 문제점도 있었다.

또한, 실외온도가 영하 5℃ 이하로 떨어질 경우에는 잦은 제상운전으로 인해 사용자의 불편을 초래함은 물론, 난방효율 대비 전기료가 과다하게 발생되는 다른 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 냉난방기를 난방운전 시킬때 별도로 구비되는 히터를 사용하여 실외열교환기에 발생하는 성애를 제상함으로써 불필요한 열손실을 방지함과 아울러 기온이 떨어지는 겨울철에 난방효율을 최대한 높일 수 있게 한 제상용 가열수단이 구비된 냉난방기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 냉난방기의 내부구조를 도시한 개략도.

도 2는 본 고안에 따른 냉난방기의 구성을 도시한 개략도.

도 3은 본 고안에 따른 냉난방기의 가열수단의 구성을 도시한 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 압축기 2: 실내열교환기

2a: 실내팬 3: 모세관

4: 실외열교환기 4a: 실내팬

6: 냉매관 7: 열교환 핀

100: 가열수단 110: 가열파이프

120: 히터 130: 온도센서

140: 제어부

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은 압축기에서 압축된 냉매가 실내열교환기 쪽으로 순환되고 실내열교환기에서 응축된 냉매가 모세관 및 실외열교환기를 거쳐 압축기로 재순환되어 난방기능을 수행하거나 또는 역순환되어 냉방기능을 수행하는 냉난방기에 있어서, 실외열교환기의 일측에 가열수단이 설치되어 소정온도 이하에서 제상기능을 수행한다.

가열수단은, 실외열교환기의 일측에 장착되는 적어도 하나의 가열파이프; 가열파이프 내부에 장착되는 히터; 실외열교환기의 소정위치에 설치되어 상기 실외열교환기 표면의 온도를 감지하는 온도센서; 및 온도센서로부터 검출된 온도를 입력받아 상기 히터에 전원을 인가하는 제어부를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 여기서, 종래의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 참조번호를 인용하였다.

도 2은 본 고안에 따른 냉난방기를 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 냉난방기는 실내기(A), 실외기(B), 가열수단(100)을 포함한다.

실내기(A)에는 고온고압으로 압축된 냉매가스를 유입하여 상온으로 응축시킴으로서 열이 발생되는 실내열교환기(2)가 설치되고, 바람을 송풍하여 실내열교환기(2)에서 발생되는 열을 실내공기와 열교환하여 강제 방열시키는 실내팬(2a)이 실내열교환기(2)의 후측에 이격되어 설치된다.

실외기(B)에는 난방중 실내기로부터 운반된 저온 저압의 냉매를 외기와 열교환시켜 증발시키는 실외열교환기(4)가 설치된다. 상기 실외열교환기(4)를 거친 냉매를 고온 고압으로 압축하여 냉매관(6)을 통하여 실내열교환기(4)로 재순환시키는 압축기(1)와, 상기 실외열교환기(4)의 일측에는 압축기(1)에서 압축된 고온 고압의 냉매를 저압으로 감압시키는 모세관(3)과, 상기 실외열교환기(4)에 외기를 송풍하는 실외팬(4a)이 순차적으로 구비된다.

또한, 가열수단(100)은 실외열교환기(4)의 일측에 설치되어 일정온도 이하에서 실외열교환기(4) 표면에 발생되는 성애를 제거하기 위한 제상기능을 수행하게 되는데, 이러한 가열수단(100)의 구성을 첨부도면을 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안에 따른 냉난방기의 가열수단(100)의 구성을 상세하게 도시한 것으로, 도시된 바와 같이, 본 고안의 가열수단(100)은 가열파이프(110),히터(120), 온도센서(130), 제어부(140)를 포함한다.

가열파이프(110)는 U자형 관으로서 실외열교환기(4)의 일측에 장착된다. 즉, 실외열교환기(4)의 하단부에 열교환 핀(7)의 일부를 감싸도록 가로방향으로 설치된다. 통상적으로 실외열교환기(4)의 하단부에 가열파이프(110)를 설치하는 이유는, 열교환 핀(7)을 따라 흘러내리는 응축수가 실외열교환기(4)의 하단부로 집수되어 실외의 온도가 0∼5℃ 또는 그 이하로 떨어지면 실외열교환기(4) 하단부의 표면에 성애가 자주 발생되기 때문이다. 상기 가열파이프는 다수 개를 구비하여 각각의 열교환 핀(7)에 모두 설치할 수도 있다.

히터(120)는 가열파이프(110) 내부에 설치되고, 전원을 공급받아 저항선 등에 전류를 흘려 발생하는 줄열을 직접 이용하여 가열파이프(110)를 가열하게 된다. 여기서, 히터(120)의 종류는 적외선, 방전, 고주파 등을 이용한 다양한 히터(120)가 변경 실시될 수도 있다. 또한, 본 고안의 기술분야에 속한 당업자라면 제상기능을 더욱 효과적으로 수행하기 위해 히터(120)가 내장된 다수의 가열파이프(110)를 실외열교환기(4)의 여러 위치에 설치하여 사용할 수도 있을 것이다. 도 3의 미설명부호 "120a"는 코일부, "120b"는 전열부를 나타낸다.

온도센서(130)는 실외열교환기(4)의 일측에 설치되어 실외열교환기(4) 표면의 온도를 감지한다.

제어부(140)는 온도센서(130)와 접속되어 실외열교환기(4)의 소정위치에 설치되고, 온도센서(130)로부터 검출된 온도를 입력받아 실외열교환기(4)의 표면의 온도가 성애가 발생하는 온도 이하로 낮아지면 히터(120)에 전원을 인가한다(이 온도는 많은 성애발생 온도실험을 통해 임의의 값으로 설정할 수 있다). 즉, 열교환 핀(7)을 따라 흘러내린 응축수가 냉각되어 성애가 발생된 경우, 제어부(140)에서 전원을 히터(120)에 공급하여 히터(120)의 가열에 의해 성애를 제거하게 된다.

이러한 구성으로, 사용자는 겨울철에 냉난방기의 난방기능을 수행하기 위해 난방기능을 수행하라는 신호를 제어부(140)에 입력하고, 이 제어부(140)는 압축기(1)의 작동을 알리는 신호를 압축기(1)로 인가하게 된다. 이에 따라, 압축기(1)가 구동되고, 냉매는 고온고압으로 압축된다. 이후, 압축된 냉매가 실내열교환기(2)를 통과하는데, 이때 실내열교환기(2)는 고온고압의 냉매를 저온의 냉매로 변환시킨다. 아울러, 실내팬(2a)과 실외팬(4a)이 각각 작동되고, 실내팬(2a)의 회전으로 발생되는 바람에 의해 실내열교환기(2) 내부를 통과하는 냉매의 열을 실내로 방열시키고 실온의 액체상태로 응축된다. 방열되는 열은 실내로 송풍되어 실내에 난방이 이루어지는 것이다. 이후, 실내열교환기(2)를 거친 냉매는 모세관(3)을 통과하면서 저압의 액체상태로 변환되어 실외열교환기(4)로 유입된다. 실외열교환기(4)에서는 실외팬(4a)의 송풍으로 액체상태의 냉매가 증발하면서 주위의 열을 흡수하고, 이후 압축기(1)로 재순환되어 고온고압으로 압축된다.

난방기능 수행중, 실외의 온도가 0∼5℃ 또는 그 이하로 낮아지면 기온차에 의해 실외열교환기(4) 표면에 성애가 발생하고, 아울러 이의 온도값이 온도센서(130)에 감지된다. 온도센서(130)가 이 온도값을 제어부(140)에 인가하면, 제어부(140)는 실외열교환기(4)에 발생된 성애를 제거하기 위해 히터(120)를 작동시켜 히터(120)를 가열하게 된다. 이때, 상기 히터(120)에서 발생되는 열은실외팬(4a)을 통하여 실외열교환기(4) 표면으로 송풍되어 그 성애가 제거되는 제상기능을 도와주게 된다. 따라서, 제상기능이 수행되는 동안 압축기(1) 및 실내외팬(2a)(4a)이 계속 동작되어 난방기능이 수행되고 있음으로 실내에 지속적인 난방이 이루어지는 것이다.

이후, 실외열교환기(4)의 표면온도가 상승하면 온도센서(130)가 이 온도값을 감지하여 제어부(140)에 인가하고, 제어부(140)는 제상이 완료된 온도인지 판단하고 히터(120)를 오프하여 히터(120)를 정지시킨다. 따라서, 히터(120)가 정지됨으로서 제상이 완료되고 정상적인 난방기능만을 계속 수행하게 되는 것이다

상기된 바와 같은 본 고안에 따른 장치는, 냉난방기를 난방운전 시킬때 실외열교환기 일측에 설치된 히터를 사용하여 실외열교환기에 발생하는 성애를 제상함으로써, 실외기온이 저온으로 하강하더라도 난방기능을 중단하지 않고 연속적으로 수행할 수 있게 되며, 그로부터 난방기능 중단시 실내온도 하강으로 인한 불필요한 열손실을 방지함과 아울러 냉난방기의 난방효율을 최대한 발휘할 수 있게 하는 효과가 있다.

이상에서는, 본 고안을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 고안은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 압축기에서 압축된 냉매가 실내열교환기 쪽으로 순환되고 실내열교환기에서 응축된 냉매가 실외열교환기를 거쳐 압축기로 재순환되어 난방기능을 수행하거나 또는 역순환되어 냉방기능을 수행하는 냉난방기에 있어서,

   상기 실외열교환기의 일측에 가열수단이 설치되어 소정온도 이하에서 제상기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 냉난방기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 가열수단은,

   상기 실외열교환기의 일측에 장착되는 하나 이상의 가열파이프;

   상기 가열파이프 내부에 장착되는 히터;

   상기 실외열교환기의 소정위치에 설치되어 상기 실외열교환기 표면의 온도를 감지하는 온도센서;

   상기 온도센서로부터 검출된 온도를 입력받아 상기 히터에 전원을 인가하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방기.