KR20030021879A - 실외기가 없는 공냉식 냉방·냉장 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실외기가 따로 없는 공냉식 냉방·냉장시스템에 관한 것이다.

주지된 바와같이 통상의 냉방·냉장시스템은 통상 실내기와 실외기로 구분되며, 실외기에서 공냉 또는 수냉방식으로 냉각시킨 냉매를 콤프레셔에 의해 실내기 내부에 설치된 증발기로 공급순환시키면 송풍휀에 의해 실내(냉장·냉동고의 경우 저장실 내부)로 냉기를 송풍시키도록 구성되어 있다.

그러나 위와같은 통상의 냉방·냉장시스템은 실내기와 실외기가 통상 동파이프로 연결 구성되어야 하므로 시공설치에 제한을 받게 되고, 또 열손실이 많음은 물론 제조원가 상승의 문제점도 따르게 된다.

한편, 상기의 문제점을 감안하여 개발된 수냉방식의 실내기와 실외기가 없는 냉방 및 냉장시스템도 선보이고 있으나, 이는 실외기가 없어 실내기 내에서 냉매를 자체냉각시켜야 함에 따라 냉각수의 다량공급이 필수적이고, 실내기와 원수를 별도의 배관으로 연결시켜주어야 함은 물론, 냉각수가 가열되면 가열되는 냉각수의 온도는 별도의 휀을 이용하여 냉각시키면서 외부로 배출시켜주어야 함으로써 구성상 복잡하고 번거로우면서 냉방·냉장효율도 떨어지는 문제점도 따랐기에 크게 실용화되지는 못하고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 별도의 실외기가 없는 냉방·냉장시스템에 있어서의 냉매 냉각방법을 외부의 공기를 흡입하여 냉각시킬수 있도록 구성함과 아울러 흡입된 공기가 냉매를 냉각시키면서 신속하게 배출되게끔 구성함으서 냉매·냉각시 물이 전혀필요없는 완전공냉방식으로 구성하고, 또 증발기에서 발생되는 응축수는 응축기로 공급하여 배기관으로 자연 배출되게 함으로서 구성이 간단하여 시공, 설치 및 사용이 매우 편리하고 냉방및 냉장효율을 극대화 시킬 수 있게 하려는 것이다.

Description

실외기가 없는 공냉식 냉방·냉장 시스템{A mode of an air cooling cold room refrigeration system without outdoor machine}

본 발명은 실외기가 없는 공냉식 냉방·냉장시스템에 관한것으로, 보다 상세하게는 실외에 별도로 설치되는 실외기가 없고, 실내기 본체 내에서 냉매의 열교환이 가능하게 하되, 외부공기를 흡입순환시켜 냉매 냉각이 이루어지게 하고, 증발기에서 발생되는 응축수는 응축기 케이스 내부에 설치된 응축기 위로 공급시켜 순환하는 공기와 함께 실외로 분사 또는 분무형태로 배출되게 함으로써, 냉방·냉장시스템의 단순화로 인한 제조원가 절감과, 냉방및 냉장효율증대 그리고 시공, 설치를 간편하게 할수 있게 하려는 것이다.

주지된 바와같이 냉방·냉장시스템을 비롯하여 냉동시스템은, 가정이나 사무실, 대형빌딩, 업소등등에서 사용되는 냉방기는 물론, 가정을 비롯하여 음식점, 슈퍼, 할인점등에서 식품보관용으로 사용되는 냉장고, 또 정밀기기나 온도에 민감한 통신장비, 계측장비등을 설치한 곳에 사용되는 항온항습기나 채소류나 육류, 생선류등을 보관하는 저온저장고나 냉동창고 등등… 여러용도로 사용되고 있다.

그러나 상기한 여러용도의 냉방·냉장시스템은 통상 압축된 냉매를 순환시켜 실내에 찬공기를 불어넣어주는 실내기와 냉매를 냉각시켜주는 실외기로 구분되어 있고, 실내기와 실외기를 동파이프등을 이용하여 연결구성함으로써, 냉매의 이송이 가능하게 끔 되어있는데, 이는 시공·설치가 매우 번거롭고, 설치하고자 하는 건물의 구조나 특성에 따라 설치위치가 한정될수 밖에 없어 매우 불편하며, 냉매가 실내기와 실외기를 순환할때 동파이프의 설치길이에 따라 열손실의 차이가 크고, 노출되는 동파이프에 의해 외관이 단정하지 못한 폐단이 따른다.

한편, 상기한 문제점을 감안하여 개발된 것으로 실외기와 실내기를 일체화 시킨 냉방 및 냉장시스템도 선보이고 있으나, 이는 실내기 내부에 콤푸레셔를 비롯하여 열교환기등을 설치하고, 열교환기를 순환하는 냉매와 역순환되게 물을 공급순환시키는 구성이기에, 열교환기와 원수를 연결하는 호스또는 배관이 필수적으로 노출될수 밖에 없고, 또 원수가 순환하면서 냉매를 냉각시킴에 따라 물 소비량이 제법 높다.

또한, 원수를 그대로 공급순환시키게 되면, 원수에 함유된 이물질로 인하여 펌프의 고장요인 제공과 함께 열교환기 내부에 스케일이 끼거나 이물질이 쌓이는 폐단이 따르게되고, 증발기에서 발생되는 응축수도 냉각수로 활용하는 구성이기에 이물질이나 스케일을 예방하기 위한 정수시스템의 설치및 냉매냉각후 뜨거워진 냉각수를 다시냉각시켜 재순환시키는 냉각수 냉각장치등 다양한 시스템이 내장되어야 함으로 실내기의 부피와 중량이 과다하게 되는등의 문제점도 따랐다.

또한, 냉매를 냉각함에 따라 가열된 냉각수를 외부로 배출시키지 않으려면, 냉각수를 자체냉각시키는 시스템(상기한 냉각수 냉각장치)이 필수로 따라야 되는데, 이경우 휀을 이용하여 가열된 냉각수와 공기를 대향류시켜야 함으로 배기 닥트도 필수적으로 설치되어야 한다.

다시말하면, 실외기와 실내기가 일체로 되게 형성시킨 종래의 냉방 및 냉장시스템에서는 냉각수를 공급하기 위한 배관과 배기닥트가 필수적으로 설치되어야 함으로 외관상 단정치 못하고, 또 냉각수 냉각시스템을 비롯하여 정수시스템 전자펌프등 여러 부품및 장치가 소요되므로 제조원가 상승과 더불어 부피와 중량문제를 해결하기 어려우며, 더불어 냉각수에 의해 냉매 냉각을 시키는 구성이었기에 균일한 냉방성능을 발휘하지 못하면서도 물의 낭비가 심한등의 폐단이 따랐다는 것이다.

따라서 본 발명은 전술한 종래의 제반문제점을 감안하여 발명한 것으로 특히, 실외기가 없는 냉방, 냉장시스템을 구성함에 있어서 증발기와 열교환기(응축기) 그리고 콤푸레셔로 구성되고, 냉매가 콤푸레셔에 의해 순환하도록 된 냉매순환시스템을 구성하되, 상기 열교환기는 휀을 설치한 흡기관과 배기관이 연결 설치된 케이스내에 내장시켜, 휀에 의해 강제 흡입하는 공기가 열교환기(응축기)에서 발생하는 열기를 빼앗아 배출관으로 배출되게 하며, 상기 흡입공기를 매우 빠른속도와 압력으로 흡입 순환시켜 배출시킴으로서 냉매냉각이 매우 신속하고도 효율적으로 이루어지게 하고, 또 증발기에서 발생되는 응축수를 케이스내에 내장설치된 열교환기 위로 공급시킴으로서 흡입 순환하는 공기의 흐름에 따라 응축수가 뜨거운 열교환기 표면에 부딪쳐 열교환기를 식혀주면서 배기관을 통하여 외부로 배출되게 함으로써 실내에 응축수 배출용 튜브등이 노출될 염려가 전혀 없게 한 실외기가 없는 냉방·냉장 시스템을 제공하려는데 그 목적이 있는 것이다.

따라서 본 발명은 실외기가 따로 없는 냉방·냉장시스템에 있어서, 외부공기를 빠른속도로 강제 흡입순환시켜 냉매를 냉각시키는 공냉방식의 시스템으로 구성하므로서 냉방 및 냉장, 냉동 효율을 극대화시키고, 또 상기 시스템을 내장시키는 동체의 부피및 중량을 가볍게 구성하면서도 콤팩트화 되는 실외기 없는 냉방·냉장 시스템을 제공하게 된다.

도 1은 본 발명의 예시도로서, 응축수 배관을 응축기 케이스 내부로 연결한 상태를 나타낸 것임.

도 2는 본 발명의 제 1실시예로서 팩키지 스탠드형(타워형) 냉방기를 나타낸 예시도.

도 3은 본 발명의 제 2실시예로서 벽면부착용 냉방기를 나타낸 예시도임.

도 4는 본 발명의 제 3실시예로서 천장형 냉방기를 나타낸 예시도임.

도 5는 본 발명의 제 4실시예로서 냉장·냉동시스템을 나타낸 예시도임.

도 6은 본 발명의 요부예시도로서 흡기관과 배기관이 이중관으로 구성된 상태를 나타낸 것임.

증발기(1)와 응축기<2:핀엔 튜브(Fine & tube)나 서펜딘 타잎이나 PF콘덴서등등…>, 그리고 콤푸레셔(3)로 구성되어 상기 콤푸레셔(3)에 의해 냉매가 순환되고, 냉매 순환라인중 증발기(1)로 유입되는 위치에 모세관(4)을 설치하여, 냉매가 증발기로 공급순환되는 과정에서 급냉되어 냉기를 발산하도록 된 통상의 냉매 순환시스템(5)에 있어서,

상기 응축기(2)에 케이스(2')를 씌우고, 케이스 배면 상·하측에 외부의 공기를 흡입시키는 흡기관(6)과, 열교환기 내부를 빠른속도로 돌아나온 공기를 배출시키는 배기관(7)을 설치하여,

상기 흡입관(6)에 휀(8)을 설치하고, 증발기(1)의 물받이(1')와 케이스(2')내부의 응축기(2)위에 응축수관(9)을 연결설치하여, 증발기에서 발생되는 응축수가 응축수관(9)을 통하여 응축기(2) 위로 공급되게 하고 공급된 응축수는 휀(8)에 의해 강제순환하는 공기에 의해 응축기 표면에 뿌려지면서, 응축기에서 발생되는 열에 의해 기화되면서 공기와 함께 실외로 배출되게 하며, 콤푸레셔(3)에 의해 순환하는 냉매와, 휀(8)에 의해 강제순환하는 공기가 서로 반대의 흐름으로 대향류되도록 구성한다.

한편 상기 증발기(1)의 전방 또는 후방에는 통상의 송풍휀(10)이 설치되고, 콤푸레셔(3)를 비롯한 응축기(2), 그리고 외부공기를 공급순환시키는 휀(8)은 진동및 소음이 발생하게 됨으로 이들시스템을 방음, 방진, 단열커버(11)로 처리하는 것이 소음과 진동을 줄이는 바람직한 방법중의 하나이다.

또 흡기관(6)과 배기관(7)은 별도구성하여도 되지만 도6에서 보는 바와같이 이중관의 구성으로 형성하여도 되며, 이는 설치장소, 위치등과 같은 환경을 종합적으로 고찰한뒤 선택사용하는 것이 바람직하다.

위와같이 구성된 냉방, 냉장시스템은 에어컨, 냉장고, 냉동고, 저온저장고, 항온항습기 등등… 여러장비에 설치사용할수 있으며, 이경우 실외기가 없어 시공설치가 간편하고 또 외부공기를 강제유입순환시켜 냉매를 냉각시킴으로서 냉매냉각에 따른 구조및 방법이 매우 간단하며, 이에 따라 효율을 크게 향상시키면서도 제조원가는 크게 절감된다.

이하 본 발명의 시스템을 적용한 실시예를 도면에 의거 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예로서, 이는 팩키지 스탠드형(타워형) 에어컨을 타나낸 것이며, 상부에 송풍휀(10)과 함께 증발기(1)가 설치되고, 하부에는 응축기(2)와 콤푸레셔(3)를 설치하되 상기 응축기(2)는 별도의 케이스(2')로 감싸며, 상기 케이스배면에 외부공기를 유입시키는 흡기관(6)과 열교환기 내부를 빠른속도로 돌아 나온 공기를 배출시키는 배기관(7)이 설치되고, 흡기관(6) 측 내부에 휀(8)이 설치되어, 콤푸레셔에 의해 순환하는 냉매가 응축기(2)를 통과 순환하는 과정에서 흡기관(6)을 통하여 케이스(2') 내부로 강제유입된 공기가 매우 빠른속도(냉매의 속도보다 공기의 속도가 휠씬 빠름)로 응축기(2) 외표면을 스치면서, 가열된 냉매를 신속하게 냉각시켜 주기 때문에 냉매 냉각효율이 크게 뛰어나다

또한, 상기한 응축기(2)와 콤푸레셔(3)는 작용시 자체진동과 소음이 발생되기 때문에 방음, 방진, 단열커버(11)로 감싸주었으며, 증발기(1)의 물받이(1')와 응축기(2) 위에 응축수관(9)으로 연결설치하여 증발기(1)에서 발생되는 응축수가 응축수관(9)을 통하여 응축기(2) 위로 유입되게 하면 휀(8)에 의해 공급되는 공기의 압력에 가열된 응축기 표면에 부딪히면서 기화되며, 이때 기화된 응축수(미처기화되지 못한 응축수 포함)는 배기되는 공기와 함께 실외로 배출되게 되는 것이다.

도 3은 본 발명의 제2실시예로서 벽면 부착용 에어컨을 나타낸 것으로, 이 또한 도 3과 동일하나, 벽면부착용 에어컨의 구조적 특성상 증발기가 곡면화 되어야 하며, 그 외의 구성과 작용 및 효과는 전술한 도 2와 동일하다.

도 4는 본 발명의 제3실시예로서 천장부착 또는 천장매립형 에어컨을 나타낸 것이며, 이 또한 중요시스템의 구성과 이에 따른 작용, 효과는 전술한 바와 같다.

도 5는 본 발명의 제4실시예로서, 냉장 및 냉동시스템을 나타낸 것인데 이는 응축기(2)의 냉매 배출라인에 리시버탱크(12)를 설치하여 냉매의 일시저장 및 안정성을 극대화시킨 것이며, 다른 제반구성은 전술한 여러 실시예와 동일하다.

한편, 냉장 및 냉동시스템은 냉장고를 비롯하여 저온저장고, 냉동고 등에 이용되고, 또 상기 저온저장고나 냉동고는 건물과 복합적으로 구성되는 경우도 많으며, 따라서 건물과 복합적으로 이루어진 경우는 외부공기 대신 지하수나 오염이 덜 된 생활폐수등을 공급순환시켜도 소기의 목적 달성이 가능하며, 이 경우에는 휀(8) 대신에 펌프를 사용하여야 한다.

또 본 발명에서 응축기 케이스(2')와 연결 설치되는 흡기관 및 배기관은 배기관의 일부가 흡기관과 이중관의 구성으로 되는 것도 바람직하며, 따라서 흡기관과 배기관을 별도 구성하는 것은 물론, 이중관의 구성으로 형성하는 것도 본 발명의 권리범위에 속하는 것이라 하겠다.

미설명 부호 13은 냉매 유량조절용 팽창밸브 14는 건물벽체, 15는 앵커볼트,16은 천장, 17은 현수철선을 나타낸 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 별도의 실외기가 없는 냉방, 냉장시스템이 있어서, 냉매 냉각방법을 외부의 공기를 강제흡입 순환시켜 냉각시킬 수 있도록 구성함으로써, 별도의 냉각수라인이나 냉각수가 불필요하고, 이에 따라 구성이 더욱 간단해지면서도 효율이 극대화 되는 등의 효과가 따르는 매우 획기적인 발명이라 하겠다.

Claims (3)

1. 증발기(1)와 응축기(2), 그리고 콤푸레셔(3)로 구성되어, 상기 콤푸레셔에 의해 냉매가 순환되고, 냉매 순환라인중 증발기(1)로 유입되는 위치에 모세관(4)을 설치하여 냉매가 증발기로 공급순환되는 과정에서 급냉되어 냉기를 발산하도록 된 통상의 냉매순환 시스템(5)에 있어서,

   상기 응축기(2)에 케이스(2')를 씌우고, 상기 케이스(2') 배면 상·하측에 외부의 공기를 흡입시키는 흡기관(6)과, 응축기 내부를 빠른 속도로 돌아나온 공기를 배출시키는 배기관(7)을 설치하고, 상기 흡기관(6)에 휀(8)을 설치하며,

   증발기(1)의 물받이(1')에서 케이스(2') 내부의 응축기(2) 위로 응축수관(9)을 연결 설치하여, 흡기관(6)으로 유입되어 응축기(2)를 냉각시켜 준후 배기관(7)으로 배출되는 공기에 의해 응축수가 비산되면서 실외로 배출되고,

   상기 응축기케이스 내에서 냉매와 흡입공기가 역순환(대향류)되게 함을 특징으로 하는 실외기가 없는 공냉식 냉방, 냉장시스템.
2. 1항에 있어서,

   흡기관(6)과 배기관(7)을 이중관으로 형성하되, 흡기관(6)의 배기관(7) 내부를 관통되도록 구성함을 특징으로 하는 실외기가 없는 공냉식 냉방, 냉장시스템.
3. 1항에 있어서,

   응축기 케이스(2') 및 콤푸레셔(3)를 단열커버(11)로 감싸 구성함으로써 방음, 방진 및 단열 등이 가능하도록 함을 특징으로 하는 실외기가 없는 공냉식 냉방,냉장 시스템.