KR200358213Y1

KR200358213Y1 - 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템

Info

Publication number: KR200358213Y1
Application number: KR20-2004-0013100U
Authority: KR
Inventors: 김영호; 김영택
Original assignee: 주식회사 특허뱅크
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2004-08-05

Abstract

본 고안은 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템에 관한 것으로, 냉매가 팽창기, 실내열교환기를 갖는 실내기, 압축기 및 실외열교환기를 갖는 실외기를 거쳐 다시 팽창기로 공급되는 순환 경로를 따라 이동되면서 냉방영역인 실내의 온도를 하강시키도록 구성된 냉매사이클 시스템에 있어서, 상기 압축기에서 토출된 냉매의 압력이 미리 설정된 기준 압력보다 낮을 때 압축기에서 토출된 냉매의 일부 또는 전부를 압축기에 다시 공급하여 압축시키며, 상기 실외기에서 응축된 냉매가 열교환회로를 거쳐 상기 팽창기로 유입되며, 상기 팽창기로 유입되는 냉매의 일부가 보조팽창기에서 단열 팽창되며, 상기 보조팽창기에서 배출되어 상기 열교환회로에서 열교환된 냉매와 상기 실내기에서 증발된 후 상기 팽창기에서 열교환된 냉매가 혼합되어 상기 압축기로 공급되며, 상기 실외기의 실외열교환기를 통과하는 고온냉매와 온수제조용 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 온수가 제조되며, 상기 실내기의 실내열교환기를 통과하는 저온냉매와 냉수제조용 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 냉수가 제조됨을 특징으로 한다.

Description

냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템{Refrigerant cycle system with cold and hot water manufacturing function}

본 고안은 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물과 저온냉매의 열교환에 의해 냉수가 제조되고 물과 고온냉매의 열교환에 의해 온수가 제조될 수 있도록 된 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 냉매사이클 시스템은 미리 설정된 경로를 따라 순환되는 냉매의 상변화에 의해 온도조절영역의 열을 흡수하여 온도조절영역의 외부로 배출시키거나 반대로 온도조절영역의 외부에서 열을 흡수하여 온도조절영역에 공급하도록 구성되어 냉방 또는 난방을 수행한다. 이때, 냉방이 수행되는 경우, 냉매는 증발→압축→응축→팽창→증발의 과정을 순환하며, 난방이 수행되는 경우, 냉매는 증발→팽창→응축→압축→증발의 과정을 순환한다.

이러한 냉매사이클 시스템은 온도조절영역 또는 공조영역(이하, 대개 실내가 온도조절영역으로 설정되므로, 설명의 편의를 위하여 온도조절영역을 '실내'라 칭하고, 온도조절영역의 외부를 '실외'라 칭한다)의 온도를 낮출 수 있도록 구성된 냉방시스템, 실내의 온도를 높일 수 있도록 구성된 난방시스템 및 사용자의 선택에 따라 실내의 온도를 낮추거나 높일 수 있도록 구성된 냉난방시스템을 포함한다.

대개, 냉매사이클 시스템은 실내에 배치된 실내기, 실외에 배치된 실외기, 저온저압의 냉매를 흡입하고 단열상태에서 압축하여 고온고압의 냉매로 토출하는 압축기, 고온고압의 냉매를 단열상태에서 팽창시켜 저온저압의 냉매로 배출하는 팽창기, 냉매가 소정 경로로 순환될 수 있도록 상기 실내기, 실외기, 압축기 및 팽창기를 연결시키는 배관류, 미리 선택된 소정 위치에 설치되어 냉매의 온도 및 압력 등을 감지하는 센서류 및, 상기 압축기와 센서류 등에 전원을 공급하고 이들 센서류로부터 정보를 제공받아 압축기 등의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다. 그리고, 냉난방시스템은 냉매의 경로를 변화시키기 위한 밸브류를 더 포함한다.

이와 같은 냉매사이클 시스템을 이용하여 냉방시스템 또는 냉난방시스템에 의해 실내를 냉방하는 경우와, 난방시스템 또는 냉난방시스템에 의해 실내를 난방하는 경우에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 냉방의 경우, 실내기에서는 저온저압으로 유입된 액상 냉매가 실내에서 열을 빼앗으면서 증발된 후 압축기로 배출된다. 압축기에서는 실내기에서 유입된 저온저압의 기상 냉매를 압축시켜 고온고압의 기상 냉매로 토출시킨다. 실외기에서는 압축기에서 토출되어 고온고압으로 유입된 기상 냉매가 실외로 열을 방출하면서 고온고압의 액상 냉매로 응축된 후 팽창기로 배출된다. 팽창기에서는 실외기에서 유입된 고온고압의 액상 냉매를 팽창시켜 저온저압의 액상 냉매로 배출시키며, 상기 팽창기에서 배출된 저온저압의 액상 냉매가 실내기로 유입되는 순환 사이클을 이룬다.

다음에, 난방의 경우, 실내기에서는 고온고압으로 유입된 기상 냉매가 실내로 열을 방출하면서 고온고압의 액상 냉매로 응축된 후 팽창기로 배출된다. 팽창기에서는 실내기에서 유입된 고온고압의 액상 냉매를 팽창시켜 저온저압의 액상 냉매로 배출시킨다. 실외기에서는 팽창기에서 유입된 저온저압의 액상 냉매가 실외에서 열을 빼앗으면서 증발된 후 압축기로 배출된다. 압축기에서는 실외기에서 유입된 저온저압의 기상 냉매를 압축시켜 고온고압의 기상 냉매로 토출시키며, 상기 압축기에서 토출된 고온고압의 기상 냉매가 실내기로 유입되는 순환 사이클을 이룬다.

그러나, 위와 같은 구조의 냉매사이클 시스템은 저온 및 고온 냉매의 열을 이용하여 실내 공기의 온도를 미리 설정된 온도 범위에 있도록 조절하는 냉난방 기능에 한정되는 경우, 냉방 및 난방 작동시 고온 및 저온의 열이 불필요하게 버려지는 문제점을 갖는다.

본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고온 및 저온 냉매와 물의 간접 열교환에 의해 온수 및 냉수를 제조하여 고온 및 저온 냉매의 열을 충분하게 이용할 수 있도록 된 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 본 고안에 따른 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템의 제1실시예를 나타낸 회로도;

도2는 본 고안에 따른 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템의 제2실시예를 나타낸 회로도;

도3은 본 고안에 따른 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템의 제3실시예를 나타낸 회로도;

도4는 본 고안의 제3실시예에 대한 변형예를 나타낸 회로도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1 : 팽창기 2 : 실내기

20 : 실내열교환기 3 : 압축기

32 : 히트파이프 4 : 실외기

40 : 실외열교환기 50 : 필터

51 : 오존발생기 52 : 오존배출관

53 : 산소발생기 54 : 산소배출관

56, 58 : 급수공급관 57, 59 : 물배출관

6 : 바이패스배관 62 : 유량조절밸브

7 : 열교환회로 70 : 열교환기

8 : 보조팽창기 90 : 사방밸브

91 : 냉매흡입배관 92 : 냉매토출배관

110 : 냉매유입관 120 : 급수관

130 : 제빙팽창기 140 : 제빙열교환기

150 : 제빙용기 160 : 냉매배출관

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 고안은, 냉매가 팽창기, 실내열교환기를 갖는 실내기, 압축기 및 실외열교환기를 갖는 실외기를 거쳐 다시 팽창기로 공급되는 순환 경로를 따라 이동되면서 냉방영역인 실내의 온도를 하강시키도록 구성된 냉매사이클 시스템에 있어서, 상기 압축기에서 토출된 냉매의 압력이 미리 설정된 기준 압력보다 낮을 때 압축기에서 토출된 냉매의 일부 또는 전부를 압축기에 다시 공급하여 압축시키며, 상기 실외기에서 응축된 냉매가 열교환회로를 거쳐 상기 팽창기로 유입되며, 상기 팽창기로 유입되는 냉매의 일부가 보조팽창기에서 단열 팽창되며, 상기 보조팽창기에서 배출되어 상기 열교환회로에서 열교환된 냉매와 상기 실내기에서 증발된 후 상기 팽창기에서 열교환된 냉매가 혼합되어 상기 압축기로 공급되며, 상기 실외기의 실외열교환기를 통과하는 고온냉매와 온수제조용 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 온수가 제조되며, 상기 실내기의 실내열교환기를 통과하는 저온냉매와 냉수제조용 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 냉수가 제조됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템을 마련함에 의한다.

또한, 본 고안은, 냉매가 팽창기, 실외열교환기를 갖는 실외기, 압축기 및 실내열교환기를 갖는 실내기를 거쳐 다시 팽창기로 공급되는 순환 경로를 따라 이동되면서 난방영역인 실내의 온도를 상승시키도록 구성된 냉매사이클 시스템에 있어서, 상기 압축기에서 토출된 냉매의 압력이 미리 설정된 기준 압력보다 낮을 때 압축기에서 토출된 냉매의 일부 또는 전부를 압축기에 다시 공급하여 압축시키며,상기 실내기에서 응축된 냉매가 열교환회로를 거쳐 상기 팽창기로 유입되며, 상기 팽창기로 유입되는 냉매의 일부가 보조팽창기에서 단열 팽창되며, 상기 보조팽창기에서 배출되어 상기 열교환회로에서 열교환된 냉매와 상기 실외기에서 증발된 후 상기 팽창기에서 열교환된 냉매가 혼합되어 상기 압축기로 공급되며, 상기 실외기의 실외열교환기를 통과하는 저온냉매와 냉수제조용 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 냉수가 제조되며, 상기 실내기의 실내열교환기를 통과하는 고온냉매와 온수제조용 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 온수가 제조됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템을 마련함에 의한다.

또한, 본 고안은, 냉매가 팽창기, 실내열교환기를 갖는 실내기, 압축기 및 실외열교환기로 이루어지며, 냉매를 순환시킴에 의해 그 냉매의 상태변화를 이용하여 온도조절영역인 실내의 온도를 상승 또는 하강시키도록 된 공기조화기의 냉매사이클 시스템에 있어서, 상기 압축기에서 토출된 냉매의 압력이 미리 설정된 기준 압력보다 낮을 때 압축기에서 토출된 냉매의 일부 또는 전부를 압축기에 다시 공급하여 압축시키며, 상기 실외기 또는 실내기에서 응축된 냉매가 열교환회로를 거쳐 상기 팽창기로 유입되며, 상기 팽창기로 유입되는 냉매의 일부가 보조팽창기에서 단열 팽창되며, 상기 보조팽창기에서 배출되어 상기 열교환회로에서 열교환된 냉매와 상기 실내기 또는 실외기에서 증발된 후 상기 팽창기에서 열교환된 냉매가 혼합되어 상기 압축기로 공급되며, 상기 실외기의 실외열교환기를 통과하는 냉매와 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 냉수 또는 온수가 제조되며, 상기 실내기의 실내열교환기를 통과하는 냉매와 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 냉수 또는 온수가 제조됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템을 마련함에 의한다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도1은 본 고안에 따른 냉매사이클 시스템의 제1실시예를 나타낸 구성도로서, 본 냉매사이클 시스템은 팽창기(1), 그 팽창기(1)로부터 배출된 냉매를 받아 증발시키는 실내열교환기(20)가 구비된 실내기(2), 그 실내기(2)로부터 배출된 냉매를 받아 압축시키는 압축기(3) 및, 그 압축기(3)로부터 토출된 냉매를 받아 응축시키는 실외열교환기(40)가 구비된 실외기(4)를 포함한다. 물론, 상기 팽창기(1), 실내기(2), 압축기(3) 및 실외기(4)는 냉방을 위한 냉매 순환 경로를 형성할 수 있도록 배관류 및 밸브류에 의해 연결된다.

특히, 상기 압축기(3)의 입구와 출구에는 각각 냉매흡입배관(91)과 냉매토출배관(92)이 연결 설치됨으로써 실내기(2)에서 배출되어 냉매흡입배관(91)을 통해 흡입된 저온저압의 냉매가 고온고압의 냉매로 압축되어 냉매토출배관(92)을 통해 실외기(4)로 토출되며, 상기 냉매흡입배관(91)과 냉매토출배관(92)에는 압축기(3)로 유입되는 냉매의 상태, 예컨대 냉매의 온도와 압력을 측정하기 위한 냉매흡입측 센서(91a)와 압축기(3)에서 토출되는 냉매의 상태, 예컨대 냉매의 온도와 압력을 측정하기 위한 냉매토출측 센서(92a)가 각각 설치된다.

본 실시예의 냉매사이클 시스템은 냉매흡입배관(91)과 냉매토출배관(92)을 연결시킴에 의하여 압축기(3)에서 토출된 고온고압의 냉매중 일부를 다시압축기(3)로 유입시키도록 설치된 바이패스배관(6)을 가지며, 상기 바이패스배관(6)에는 냉매의 흐름을 개폐시키고 필요한 경우 냉매의 유량을 조절할 수 있도록 구성된 유량조절밸브(62)와, 냉매의 흐름을 냉매토출배관(92)에서 냉매흡입배관(91)으로만 허용하여 냉매가 냉매흡입배관(91)에서 냉매토출배관(92) 쪽으로 역류되는 것을 차단하기 위한 체크밸브(64)가 구비된다.

또한, 본 실시예의 냉매사이클 시스템은 상기 팽창기(1)와 실외기(4)의 사이에 설치된 열교환회로(7)를 가지며, 상기 열교환회로(7)는 열교환기(70)가 내장된 하우징(72)을 가진다.

상기 열교환기(70)는 팽창기(1)와 실외기(4)를 연결시키는 냉매유로를 제공하고, 상기 하우징(72)에는 냉매유입구(72a)와 냉매배출구(72b)가 형성됨으로써 상기 냉매유입구(72a)를 통해 유입된 냉매가 상기 열교환기(70)의 외표면과 접촉하여 그 열교환기(70)의 냉매와 열교환된 후 냉매배출구(72b)를 통해 배출되는 구성을 갖는다.

그리고, 상기 팽창기(1)와 열교환회로(7)의 사이에서 보조팽창배관(93)이 분지되어 상기 하우징(72)의 제1냉매유입구(72a)에 연결되며, 상기 보조팽창배관(93)에는 냉매를 팽창시키기 위한 보조팽창기(8)와 냉매흐름의 개폐 및 유량 조절을 위한 유량조절밸브(93a)가 설치된다.

또한, 상기 팽창기(1)에는 냉매유입구(10a)와 냉매배출구(10b)가 형성되어 열교환회로(7)에서 유입되어 실내기(2)로 배출되는 냉매와 상기 냉매유입구(10a)를 통해 유입되어 냉매배출구(10b)를 통해 배출되는 냉매가 간접 열교환되는 구조를가지며, 상기 팽창기(1)의 냉매유입구(10a)는 실내기(2)에서 배출된 냉매를 받아 압축기(3)로 공급하는 냉매흡입배관(91)에서 분지된 고온냉매유입배관(97)에 연결되며, 상기 고온냉매유입배관(97)에는 냉매흐름의 개폐 및 유량 조절을 위한 유량조절밸브(97a)가 설치된다.

그리고, 상기 하우징(72)에 형성된 냉매배출구(72b)와 상기 팽창기(1)의 냉매배출구(10b)는 보조냉매흡입배관(94)을 통해 상기 냉매흡입배관(91)에 연결됨으로써 상기 냉매흡입배관(91)의 냉매와 보조냉매흡입배관(94)의 냉매가 혼합되어 압축기(3)에 공급된다. 이때, 상기 보조냉매흡입배관(94)에는 냉매흐름을 개폐시키기 위한 개폐밸브(94a)가 설치되며, 이 개폐밸브(94a)는 냉매가 냉매흡입배관(91)에서 보조냉매흡입배관(94)으로 역류되는 것을 방지하도록 된 체크밸브이어도 좋다.

또한, 상기 냉매흡입배관(91)에 냉매흐름을 개폐시키고 필요한 경우 냉매의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(91b)가 설치되고, 상기 냉배토출배관(92)에 냉매흐름을 개폐시키고 필요한 경우 냉매의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(92b)가 설치된다.

또한, 본 실시예의 냉매사이클 시스템은 압축기(3)에서 발생된 고열을 저온냉매에 방출하도록 설치된 히트파이프(32)를 포함하며, 이러한 히트파이프(32)는 열매체가 충진된 밀폐 공간을 제공하며, 이 밀폐 공간은 증발된 기체 열매체가 상승하고 액체 열매체가 하강하는 순환 경로를 제공한다. 즉, 상기 히트파이프(32)는 하부에서 증발된 열매체가 상승하고 상부에서 응축된 열매체가 하강하는 자연적인 순환 방식에 의해 열전달을 수행하도록 된 통상적인 구조를 가지면 충분하다.

본 고안의 냉매사이클 시스템은 물과 냉매의 간접 열교환에 의하여 냉온수를 제조할 수 있는 기능을 갖는다.

먼저, 실내기(2)에는 물이 통과하며 그 물이 실내열교환기(20)를 통과하는 저온냉매와 열교환할 수 있도록 구성된 냉수제조용 열교환기(22)가 설치되며, 상기 냉수제조용 열교환기(22)에는 급수공급관(56)을 통해 물이 공급되고, 상기 급수공급관(56)에는 물을 이동시키도록 압력을 상승시키는 펌프(56a)와, 물이 이동되는 유로를 개폐하고 그 유로의 개도를 조절할 수 있도록 된 유량조절밸브(56b)가 설치된다.

상기 급수공급관(56)을 통해 냉수제조용 열교환기(22)로 공급된 물은 실내기(2)의 실내열교환기(20)를 통과하는 저온냉매와 열교환한 후 물배출관(57)을 통해 배출되며, 상기 물배출관(57)에는 물이 이동되는 유로를 개폐하고 그 유로의 개도를 조절할 수 있도록 된 유량조절밸브(57a)가 설치된다.

그리고, 상기 급수공급관(56)을 통해 냉수제조용 열교환기(22)로 공급되는 물에 포함된 이물질 및 중금속 등을 걸러 제거하기 위한 필터(50)가 구비된다.

이때, 상기 실내열교환기(20)는 요구되는 냉방능력을 충분히 발휘하면서 급수공급관(56)을 통해 공급되는 물을 소정 온도까지 냉각시킬 수 있는 열교환능력을 갖도록 설정된다.

또한, 상기 물배출관(57)을 통해 배출되는 냉수를 저장하기 위한 냉수저장탱크(미도시)가 갖추어지는 것이 바람직하다.

다음에, 실외기(4)에는 물이 통과하며 그 물이 실외열교환기(40)를 통과하는고온냉매와 열교환할 수 있도록 구성된 온수제조용 열교환기(42)가 설치되며, 상기 온수제조용 열교환기(42)에는 급수공급관(58)을 통해 물이 공급되고, 상기 급수공급관(58)에는 물을 이동시키도록 압력을 상승시키는 펌프(58a)와, 물이 이동되는 유로를 개폐하고 그 유로의 개도를 조절할 수 있도록 된 유량조절밸브(58b)가 설치된다.

상기 급수공급관(58)을 통해 온수제조용 열교환기(42)로 공급된 물은 실외기(4)의 실외열교환기(40)를 통과하는 고온냉매와 열교환한 후 물배출관(59)을 통해 배출되며, 상기 물배출관(59)에는 물이 이동되는 유로를 개폐하고 그 유로의 개도를 조절할 수 있도록 된 유량조절밸브(59a)가 설치된다.

그리고, 상기 급수공급관(58)을 통해 온수제조용 열교환기(42)로 공급되는 물에 포함된 이물질 및 중금속 등을 걸러 제거하기 위한 필터(50)가 구비된다.

또한, 상기 물배출관(59)을 통해 배출되는 온수를 저장하기 위한 온수저장탱크(미도시)가 갖추어지는 것이 바람직하다.

본 고안은 저온냉매와 물의 열교환에 의해 얼음을 제조할 수 있는 기능을 더 포함하며, 실외기(4)에서 배출된 후 실내기(2)로 유입되기 전의 냉매의 일부가 냉매유입관(110)을 통해 제빙팽창기(130)로 유입된다.

보다 상세하게는, 실외기(4)에서 배출된 후 팽창기(1)로 유입되기 전의 냉매의 일부가 제1분지관(112)을 통해 냉매관(110)으로 공급되거나, 팽창기(1)에서 배출된 후 실내기(2)로 유입되기 전의 냉매의 일부가 제2분지관(114)을 통해 냉매유입관(110)으로 공급될 수 있으며, 상기 제1 및 제2분지관(112)(114)에는 냉매의 흐름을 개폐시키고 냉매유량을 조절할 수 있도록 된 유량조절밸브(113)(115)가 각각 설치된다.

상기 제빙팽창기(130)는 상기 제1분지관(112) 또는 제2분지관(114)을 통해 냉매유입관(110)으로 공급된 냉매를 제빙에 적합한 저압으로 팽창시키며, 상기 제빙팽창기(130)에서 배출된 저온저압의 냉매는 제빙열교환기(140)로 공급된다.

물론, 상기 제1분지관(112)을 통해 유입되는 냉매와 제2분지관(114)을 통해 유입되는 냉매의 상태가 다르므로, 냉매가 제1분지관(112)을 통해 유입되는지 또는 제2분지관(114)을 통해 유입되는지에 따라 상기 제빙팽창기(130)의 팽창용량이 설정되어야 한다.

그리고, 상기 급수공급관(56)에서 급수관(120)이 분지되며, 상기 급수관(120)은 물의 흐름을 개폐시키고 그 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(122)를 갖는다.

또한, 상기 급수관(120)을 통해 공급된 물은 제빙용기(150)에 저장되며, 상기 제빙용기(150)에 저장된 물은 제빙열교환기(140)를 통과하는 저온냉매와 열교환되도록 구성된다.

그리고, 상기 제빙열교환기(140)에서 배출된 냉매는 유량조절밸브(162)가 갖춰진 냉매배출관(160)을 통해 압축기(3)로 공급된다.

물론, 상기 제빙용기(150)에서 제조된 각얼음을 별도로 설치되는 각얼음저장고(미도시됨)에 저장할 수 있도록 구성된 것도 좋다.

또한, 본 고안은 냉매사이클 시스템은 산소발생기를 구비하여 실내기(2)를통해 실내에 산소를 공급하는 구성을 갖는다.

보다 상세하게는, 오존을 발생시키는 오존발생기(51)가 구비되고, 상기 오존발생기(51)에서 발생된 오존은 오존배출관(52)을 통해 배출되어 산소발생기(53)로 공급되며, 상기 산소발생기(53)에서 발생된 산소는 산소배출관(54)을 통해 실내기(2)로 공급된다.

상기 오존발생기(51)는 펌프(51b)와 유량조절밸브(51c)가 갖춰진 공기흡입관(51a)을 통해 공기를 흡입한 후, 일반적인 방법, 예컨대 자외선 조사, 전해방식 및 전기적 방전에 의해 오존을 발생시키며, 이 오존은 유량조절밸브(52a)가 갖춰진 오존배출관(52)을 통해 배출된다. 바람직하게는, 상기 오존발생기(51)는 고농도 또는 대량의 오존을 발생시킬 수 있는 전기적 방전에 의해 오존을 발생시키는 구조를 가지며, 참고로, 이러한 전기적 방전 방식에 의한 오존 발생 구조는 통상 배리어 방전에 의하며, 한국 공개특허 2001-5441, 한국 공개특허 2001-15789 등에 개시되어 있다.

물론, 상기 공기흡입관(51a)을 통해 흡입된 공기에서 오존이 발생된 후 다른 성분들은 공기배출관(51d)을 통해 대기로 배출되며, 상기 펌프(51b)는 대기를 흡입하여 적정 압력으로 오존발생기(51)로 공급하게 하며, 상기 유량조절밸브(51c)는 오존발생기(51)의 오존발생능력 등을 감안하여 공기흡입관(51a)을 통해 흡입되는 공기유량을 조절하는 기능을 갖는다.

또한, 상기 오존배출관(52)에는 유량조절밸브(55a)가 갖춰진 오존바이패스관(55)이 분지되고, 상기 오존바이패스배관(55)이 실내기(3)에 연결됨으로써 미량의 오존을 실내, 바람직하게는 집진필터(미도시됨)에 공급하여 살균 및 소독 작용을 수행하는 구성을 갖는 것도 좋다.

상기 산소발생기(53)는 상기 오존배출관(52)을 통해 유입된 오존을 압축기(3)에서 토출된 후 팽창기(1)로 유입되기 전의 고온 냉매에 의해 가열함으로써 산소를 발생시키는 구성을 갖는다.

이와 같은 산소발생은 2O₃에 열을 가하면 3O₂로 분해되는 화학반응을 이용한 것으로, 오존은 상온에서 산소로 분해되고, 특히 60℃ 이상의 온도에서 급속하게 분해된다.

따라서, 상기 산소발생기(53)에 공급된 오존은 압축기(3)에서 토출된 후 팽창기(1)로 유입되기 전의 고온 냉매에 의해 가열된 경우 산소로 분해되며, 바람직하게는 압축기(3)에서 토출되어 실외기(4)로 유입되기 전의 고온 냉매로 오존을 간접 가열하거나, 실외기(4)의 실외열교환기(40)로 유입되어 그 실외열교환기(40)로부터 배출되기 전의 고온 냉매로 오존을 간접 가열하는 것이 좋다.

또는, 압축기(3)의 표면이 고온인 것을 고려하면, 상기 산소발생기(53)를 압축기(3)의 표면에 장착하여 오존을 가열하는 것도 가능하다.

상기 산소배출관(54)은 유량조절밸브(54a)와 펌프(54b)를 가지며, 상기 유량조절밸브(54a)는 산소발생기(53)에서 발생된 산소가 실내로 공급되는 유량을 조절하는 기능을 가지며, 상기 펌프(54b)는 산소를 적정 압력으로 실내로 공급하는 기능을 갖는다.

물론, 상기 산소배출관(54)에는 미도시된 산소저장통이 별도로 구비됨으로써 일정량의 산소를 저장토록 구성된 것도 좋다.

또한, 공기가 오존발생기(51)로 유입되는 부위, 상기 오존발생기(51)에서 발생된 오존이 산소발생기(53)로 공급되는 부위, 상기 오존발생기(51)에서 발생된 오존을 실내로 공급하는 부위, 상기 산소발생기(53)에서 발생된 산소를 실내로 공급하는 부위에는 공기, 오존 및 산소에 포함된 이물질을 걸러 제거하고, 특히 실내로 공급되는 산소를 살균소독함은 물론 냄새를 흡수하여 제거할 수 있도록 된 필터가 설치되는 것이 바람직하다.

특히, 산소를 실내에 지속적으로 공급할 필요가 있는 경우에는, 실외기(4)가 가동되지 않아 고온냉매가 발생되지 않을 때 상기 오존발생기(51)에서 발생된 오존을 전류의 공급에 의해 열을 발생시키도록 실내기 또는 실외기에 설치되는 전열선(미도시됨) 또는 별도로 마련되는 연료전지로부터 발생되는 열에 의해 가열시킬 수 있도록 구성할 수 있다. 물론, 냉매의 열을 이용하지 않고, 상기한 열을 이용하여 실내로 산소를 공급하도록 구성될 수도 있으며, 이러한 구성은 설치가 용이한 장점을 갖는다.

그리고, 상기 압축기와 센서류 등에 전원을 공급하고 이들 센서류로부터 정보를 제공받아 압축기 등의 동작을 제어하는 제어부는 사용자의 선택에 따라 냉온수 제조기능, 제빙기능 및 산소발생기능 등을 사용할 수 있도록 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 제1실시예의 냉매사이클 시스템은, 실내기(2)의 실내열교환기(20)에서 냉매가 증발되면서 실내의 열을 흡수하여 냉매흡입배관(91)을 통해 압축기(3)로 유입되고, 그 압축기(3)에서 토출된 냉매가 냉매토출배관(92)을 통해 실외기(4)로 유입되어 실외열교환기(40)에서 응축되면서 실외에 열을 방출하며, 그 실외기(4)에서 배출된 냉매가 팽창기(1)를 거치면서 팽창하여 실내기(2)로 유입되는 순환사이클을 이룬다.

또한, 팽창기(1)와 열교환회로(7)의 사이에서 분지된 보조팽창배관(93)의 유량조절밸브(93a)가 적정한 개도를 갖도록 개방됨으로써 팽창기(1)로 유입되는 냉매의 일부가 보조팽창배관(93)을 통해 보조팽창기(8)에서 팽창된 후 열교환회로(7)로 공급된다.

또한, 실내기(2)에서 배출된 냉매를 받아 압축기(3)로 공급하는 냉매흡입배관(91)에서 분지된 고온냉매유입배관(97)의 유량조절밸브(97a)가 적정한 개도를 갖도록 개방됨으로써 압축기(3)로 유입되는 냉매의 일부가 고온냉매유입배관(97)을 통해 팽창기(1)에서 간접 열교환된 후 열교환회로(7)로 공급된다.

따라서, 열교환회로(7)로 유입된 냉매가 실외기(4)에서 팽창기(1)로 이동하는 냉매와 간접 열교환된 다음, 보조냉매흡입배관(94)을 통해 냉매흡입배관(91)으로 유입되어 실내기(2)로부터 배출된 냉매와 혼합된 상태로 압축기(3)에 공급된다.

그리고, 압축기(3)에서 토출된 냉매의 압력이 미리 설정된 압력에 비하여 더 낮을 때, 바이패스배관(6)에 설치된 유량조절밸브(62)가 적정한 개도를 갖도록 개방되는바, 이는 압축기(3)에서 배출된 냉매의 일부가 바이패스배관(6)을 통해 우회하여 압축기(3)의 입구로 공급됨으로써 압축기(3)에 공급되는 냉매의 온도와 압력을 증가시켜 압축기(3)에서 압축되어 토출된 냉매의 온도와 압력도 증가시킨다.

특히, 압축기(3)에서 토출된 냉매의 압력이 너무 낮은 경우, 바이패스배관(6)에 설치된 유량조절밸브(62)를 완전히 개방시키고, 동시에 실외기(4)쪽으로 공급되는 냉매의 유로를 개폐시키도록 별도로 구비되는 유량조절밸브(92b)를 완전히 폐쇄시킴으로써 압축기(3)에서 토출된 냉매의 전부를 다시 압축기(3)에 공급할 수도 있다.

물론, 이와 같은 경우, 상기 압축기(3)에서 토출된 냉매의 압력이 적정한 수준으로 증가되면, 상기 원래의 상태로 냉매가 흐르도록 조절하여 정상적인 냉매사이클이 이루어지도록 한다.

또한, 사용자의 선택에 의해 냉수 제조기능이 선택되면, 펌프(56a)가 가동되고 유량조절밸브(56b)가 개방되어 급수공급관(56)을 통해 공급되는 물이 냉수제조용 열교환기(22)로 유입된다.

이렇게 냉수제조용 열교환기(22)로 공급된 물은 실내열교환기(20)를 통해 흐르는 저온냉매와의 열교환에 의해 냉각된 후 물배출관(57)을 통해 배출된다.

또한, 사용자의 선택에 의해 온수 제조기능이 선택되면, 펌프(58a)가 가동되고 유량조절밸브(58b)가 개방되어 급수공급관(58)을 통해 공급되는 물이 온수제조용 열교환기(42)로 유입된다.

이렇게 온수제조용 열교환기(42)로 공급된 물은 실외열교환기(40)를 통해 흐르는 고온냉매와의 열교환에 의해 가열된 후 물배출관(59)을 통해 배출된다. 특히, 상기 실외열교환기(40)를 통해 외부로 버려지는 고온열이 온수제조용 열교환기(42)를 통해 흐르는 물에 의해 회수되는 효과를 갖는다.

또한, 사용자의 선택에 의해 얼음제조기능이 선택되면, 실외기(4)에서 배출된 후 실내기(2)로 유입되기 전의 냉매의 일부가 제1 또는 제2분지관(112)(114)을 통해 냉매유입관(110)으로 공급되며, 이 냉매는 제빙팽창기(130)를 통해 팽창되어 제빙에 적합한 저온저압의 냉매가 되고, 이 저온저압의 냉매가 제빙열교환기(140)를 통과하면서 급수관(120)을 통해 공급된 제빙용기(150)의 물을 얼려 얼음이 제조된다.

물론, 상기 제빙열교환기(140)에서 배출된 냉매는 냉매배출관(160)을 통해 압축기(3)로 공급된다.

또한, 사용자의 선택에 의해 산소발생기능이 선택되면, 적정량의 공기가 오존발생기(51)로 공급되어 오존이 발생되며, 이 오존이 산소발생기(53)로 공급되어 냉매에 의해 가열됨으로써 산소가 발생된다. 그리고, 이렇게 발생된 산소가 실내로 공급됨으로써 쾌적한 실내가 조성될 수 있는 것이다.

특히, 필요한 경우, 오존발생기(51)에서 발생된 미량의 오존을 실내기의 집진필터 또는 기타 살균 및 소독이 필요한 부위에 공급 가능함으로써 세균의 번식을 방지하여 사용자의 건강을 유지하는데 많은 도움이 된다.

도2는 본 고안에 따른 냉매사이클 시스템의 제2실시예를 나타낸 구성도로서, 본 냉매사이클 시스템은 팽창기(1), 그 팽창기(1)로부터 배출된 냉매를 받아 증발시키는 실외열교환기(40)가 구비된 실외기(4), 그 실외기(4)로부터 배출된 냉매를 받아 압축시키는 압축기(3) 및, 그 압축기(3)로부터 토출된 냉매를 받아 응축시키는 실내열교환기(20)가 구비된 실내기(2)를 포함한다. 물론, 상기 팽창기(1), 실내기(2), 압축기(3) 및 실외기(4)는 난방을 위한 냉매 순환 경로를 형성할 수 있도록 배관류 및 밸브류에 의해 연결된다.

특히, 상기 압축기(3)의 입구와 출구에는 각각 냉매흡입배관(91)과 냉매토출배관(92)이 연결 설치됨으로써 실외기(4)에서 배출되어 냉매흡입배관(91)을 통해 흡입된 저온저압의 냉매가 고온고압의 냉매로 압축되어 냉매토출배관(92)을 통해 실내기(2)로 토출되며, 상기 냉매흡입배관(91)과 냉매토출배관(92)에는 압축기(3)로 유입되는 냉매의 상태, 예컨대 냉매의 온도와 압력을 측정하기 위한 냉매흡입측 센서(91a)와 압축기(3)에서 토출되는 냉매의 상태, 예컨대 냉매의 온도와 압력을 측정하기 위한 냉매토출측 센서(92a)가 각각 설치된다.

본 실시예의 냉매사이클 시스템은 냉매흡입배관(91)과 냉매토출배관(92)을 연결시킴에 의하여 압축기(3)에서 토출된 고온고압의 냉매중 일부를 다시 압축기(3)로 유입시키도록 설치된 바이패스배관(6)을 가지며, 상기 바이패스배관(6)에는 냉매의 흐름을 개폐시키고 필요한 경우 냉매의 유량을 조절할 수 있도록 구성된 유량조절밸브(62)와, 냉매의 흐름을 냉매토출배관(92)에서 냉매흡입배관(91)으로만 허용하여 냉매가 냉매흡입배관(91)에서 냉매토출배관(92) 쪽으로 역류되는 것을 차단하기 위한 체크밸브(64)가 구비된다.

또한, 본 실시예의 냉매사이클 시스템은 상기 팽창기(1)와 실내기(2)의 사이에 설치된 열교환회로(7)를 가지며, 상기 열교환회로(7)는 열교환기(70)가 내장된 하우징(72)을 가진다.

상기 열교환기(70)는 팽창기(1)와 실내기(2)를 연결시키는 냉매유로를 제공하고, 상기 하우징(72)에는 냉매유입구(72a)와 냉매배출구(72b)가 형성됨으로써 상기 냉매유입구(72a)를 통해 유입된 냉매가 상기 열교환기(70)의 외표면과 접촉하여 그 열교환기(70)의 냉매와 열교환된 후 냉매배출구(72b)를 통해 배출되는 구성을 갖는다.

또한, 상기 팽창기(1)에는 냉매유입구(10a)와 냉매배출구(10b)가 형성되어 열교환회로(7)에서 유입되어 실외기(4)로 배출되는 냉매와 상기 냉매유입구(10a)를 통해 유입되어 냉매배출구(10b)를 통해 배출되는 냉매가 간접 열교환되는 구조를 가지며, 상기 팽창기(1)의 냉매유입구(10a)는 실외기(4)에서 배출된 냉매를 받아 압축기(3)로 공급하는 냉매흡입배관(91)에서 분지된 고온냉매유입배관(97)에 연결되며, 상기 고온냉매유입배관(97)에는 냉매흐름의 개폐 및 유량 조절을 위한 유량조절밸브(97a)가 설치된다.

그리고, 상기 하우징(72)에 형성된 냉매배출구(72b)와 상기 팽창기(1)의 냉매배출구(10b)는 보조냉매흡입배관(94)을 통해 상기 냉매흡입배관(91)에 연결됨으로써 상기 냉매흡입배관(91)의 냉매와 보조냉매흡입배관(94)의 냉매가 혼합되어 압축기(3)에 공급된다. 이때, 상기 보조냉매흡입배관(94)에는 냉매흐름을 개폐시키기 위한 개폐밸브(94a)가 설치되며, 이 개폐밸브(94a)는 냉매가 냉매흡입배관(91)에서보조냉매흡입배관(94)으로 역류되는 것을 방지하도록 된 체크밸브이어도 좋다.

또한, 본 실시예의 냉매사이클 시스템은 압축기(3)에서 발생된 고열을 저온냉매에 방출하도록 설치된 히트파이프(5)를 포함한다.

또한, 본 실시예의 냉매사이클 시스템은 상기 제1실시예의 냉매사이클 시스템에서 제시된 것처럼 냉온수 제조기능 및 얼음제조기능을 구비하며, 이러한 구성은 제1실시예의 것과 실질적으로 동일하므로 상세한 구조에 대한 설명은 생략한다.

다만, 본 실시예의 경우, 실내기(2)에는 물이 통과하며 그 물이 실내열교환기(20)를 통과하는 고온냉매와 열교환할 수 있도록 구성된 온수제조용 열교환기(22)가 설치되며, 실외기(4)에는 물이 통과하며 그 물이 실외열교환기(40)를 통과하는 저온냉매와 열교환할 수 있도록 구성된 냉수제조용 열교환기(42)가 설치되며, 실내기(2)에서 배출된 후 팽창기(1)로 유입되기 전의 냉매의 일부 또는 팽창기(1)에서 배출된 후 실외기(4)로 유입되기 전의 냉매의 일부가 냉매유입관(110)을 통해 제빙팽창기(130)로 공급되는 구성이 다르다.

또한, 본 실시예의 냉매사이클 시스템은 상기 제1실시예의 냉매사이클 시스템에서 제시된 것처럼 산소발생기를 구비하여 실내기(2)를 통해 실내에 산소를 공급하며, 이러한 산소 공급 구성은 제1실시예의 것과 실질적으로 동일하므로 상세한구조에 대한 설명은 생략한다.

다만, 본 실시예의 경우, 산소발생기(53)는 압축기(3)에서 배출되어 실내기(2)로 유입되기 전의 고온 냉매로 오존을 간접 가열하도록 설치되거나, 실내기(2)의 실내열교환기(20)로 유입되어 그 실내열교환기(20)로부터 배출되기 전의 고온 냉매로 오존을 간접 가열하도록 설치된다.

이와 같은 구성을 갖는 제2실시예의 냉매사이클 시스템은, 실외기(4)의 실외열교환기(40)에서 냉매가 증발되면서 실외의 열을 흡수하여 냉매흡입배관(91)을 통해 압축기(3)로 유입되고, 그 압축기(3)에서 토출된 냉매가 냉매토출배관(92)을 통해 실내기(2)로 유입되어 실내열교환기(20)에서 응축되면서 실내에 열을 방출하며, 그 실내기(2)에서 배출된 냉매가 팽창기(1)를 거치면서 팽창하여 실외기(4)로 유입되는 순환사이클을 이룬다.

또한, 실외기(4)에서 배출된 냉매를 받아 압축기(3)로 공급하는 냉매흡입배관(91)에서 분지된 고온냉매유입배관(97)의 유량조절밸브(97a)가 적정한 개도를 갖도록 개방됨으로써 압축기(3)로 유입되는 냉매의 일부가 고온냉매유입배관(97)을 통해 팽창기(1)에서 간접 열교환된 후 열교환회로(7)로 공급된다.

따라서, 열교환회로(7)로 유입된 냉매가 실내기(2)에서 팽창기(1)로 이동하는 냉매와 간접 열교환된 다음, 보조냉매흡입배관(94)을 통해 냉매흡입배관(91)으로 유입되어 실외기(4)로부터 배출된 냉매와 혼합된 상태로 압축기(3)에 공급된다.

특히, 압축기(3)에서 토출된 냉매의 압력이 너무 낮은 경우, 바이패스배관(6)에 설치된 유량조절밸브(62)를 완전히 개방시키고, 동시에 실내기(2)쪽으로 공급되는 냉매의 유로를 개폐시키도록 별도로 구비되는 유량조절밸브(92b)를 완전히 폐쇄시킴으로써 압축기(3)에서 토출된 냉매의 전부를 다시 압축기(3)에 공급할 수도 있다.

또한, 사용자의 선택에 의해 냉수, 온수 및 얼음제조기능이 선택되면, 상기 제1실시예에서 설명한 것처럼 냉수, 온수 및 얼음의 제조가 가능하다. 특히, 상기 실외열교환기(40)를 통해 외부로 버려지는 저온열이 냉수제조용 열교환기(42)를 통해 흐르는 물에 의해 회수되는 효과를 갖는다.

또한, 사용자의 선택에 의해 산소발생기능이 선택되면, 상기 제1실시예에서설명한 것처럼 산소발생이 가능하다.

도3은 본 고안에 따른 냉매사이클 시스템의 제3실시예를 나타낸 구성도로서, 본 냉매사이클 시스템은 고온, 고압으로 유입된 냉매를 단열상태에서 저온, 저압으로 팽창시켜 배출시키는 팽창기(1), 실내열교환기(20)를 내장하여 실내에 배치된 실내기(2), 저압으로 유입된 냉매를 단열상태에서 고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기(3) 및, 실외열교환기(40)를 내장하여 실외에 배치된 실외기(4)를 포함한다.

그리고, 상기 팽창기(1), 실내기(3), 압축기(3) 및 실외기(4)는 냉방 및 난방을 위한 냉매 순환 경로를 형성할 수 있도록 배관류 및 밸브류에 의해 연결된다.

특히, 상기 압축기(3)의 입구와 출구에는 각각 냉매흡입배관(91)과 냉매토출배관(92)이 연결 설치되며, 상기 냉매흡입배관(91)과 냉매토출배관(92)이 사방밸브(90)를 통해 실내기연결배관(28)과 실외기연결배관(48)에 연결된다. 그리고, 상기 실내기연결배관(28)은 실내기(2)에 연결되며, 상기 실외기연결배관(48)은 실외기(4)에 연결된다.

이와 같은 사방밸브(90)는 그 조작에 의해 실내기연결배관(28)과 냉매흡입배관(91)을 연결시키고 실외기연결배관(48)과 냉매토출배관(92)을 연결시킴으로써 실내기(2)에서 배출되어 냉매흡입배관(91)을 통해 흡입된 저온저압의 냉매가 고온고압의 냉매로 압축되어 냉매토출배관(92)을 통해 실외기(4)로 토출되거나, 실내기연결배관(28)과 냉매토출배관(92)을 연결시키고 실외기연결배관(48)과 냉매흡입배관(91)을 연결시킴으로써 실외기(4)에서 배출되어 냉매흡입배관(91)을 통해 흡입된 저온저압의 냉매가 고온고압의 냉매로 압축되어 냉매토출배관(92)을통해 실내기(2)로 토출된다.

그리고, 상기 냉매흡입배관(91)과 냉매토출배관(92)에는 압축기(3)로 유입되는 냉매의 상태, 예컨대 냉매의 온도와 압력을 측정하기 위한 냉매흡입측 센서(91a)와 압축기(3)에서 토출되는 냉매의 상태, 예컨대 냉매의 온도와 압력을 측정하기 위한 냉매토출측 센서(92a)가 각각 설치된다.

또한, 본 실시예의 냉매사이클 시스템은 상기 팽창기(1)와 실외기(4)의 사이에 설치된 제1열교환회로(7')와 상기 팽창기(1)와 실내기(2)의 사이에 설치된 제2열교환회로(7")를 가지며, 상기 열교환회로(7')(7")는 각각 열교환기(70)가 내장된 하우징(72)을 가진다.

상기 제1열교환회로(7')의 열교환기(70)는 팽창기(1)와 실외기(4)를 연결시키는 냉매유로를 제공하고, 상기 제2열교환회로(7")의 열교환기(70)는 팽창기(1)와 실내기(2)를 연결시키는 냉매유로를 제공한다.

또한, 상기 제1열교환회로(7')의 하우징(72)에는 냉매유입구(72a)와 냉매배출구(72b)가 형성됨으로써 상기 냉매유입구(72a)를 통해 유입된 냉매가 상기 제1열교환회로(7')에 구비된 열교환기(70)의 외표면과 접촉하여 그 열교환기(70)의 냉매와 열교환된 후 냉매배출구(72b)를 통해 배출되는 구성을 가지며, 상기 제2열교환회로(7")의 하우징(72)에는 냉매유입구(72a)와 냉매배출구(72b)가 형성됨으로써 상기 냉매유입구(72a)를 통해 유입된 냉매가 상기 제2열교환회로(7")에 구비된 열교환기(70)의 외표면과 접촉하여 그 열교환기(70)의 냉매와 열교환된 후 냉매배출구(72b)를 통해 배출되는 구성을 갖는다.

그리고, 상기 팽창기(1)와 제1열교환회로(7')의 사이에서 제1보조팽창배관(93')이 분지되어 상기 제1열교환회로(7')의 하우징(72)에 형성된 냉매유입구(72a)에 연결되며, 상기 팽창기(1)와 제2열교환회로(7")의 사이에서 제2보조팽창배관(93")이 분지되어 상기 제2열교환회로(7")의 하우징(72)에 형성된 냉매유입구(72a)에 연결되며, 상기 제1 및 제2보조팽창배관(93')(93")에는 냉매를 팽창시키기 위한 제1 및 제2보조팽창기(8')(8")와 냉매흐름의 개폐 및 유량 조절을 위한 유량조절밸브(93a)가 각각 설치된다.

또한, 상기 팽창기(1)에는 제1냉매통로(10a)와 제2냉매통로(10b)가 형성되며, 상기 제1냉매통로(10a)는 개폐밸브(99a)가 구비된 제1연결배관(95A)을 매개로 상기 제1열교환회로(7')의 하우징(72)에 형성된 냉매배출구(72b)에 연결되며, 상기 제2냉매통로(10b)는 개폐밸브(99b)가 구비된 제2연결배관(95B)을 매개로 상기 제2열교환회로(7")의 하우징(72)에 형성된 냉매배출구(72b)에 연결되며, 상기 제1연결배관(95A)과 제2연결배관(95B)은 제3연결배관(95C)을 매개로 서로 연결된다.

그리고, 상기 제3연결배관(95C)은 실내기(2) 또는 실외기(4)에서 배출된 냉매를 받아 압축기(3)로 공급하는 냉매흡입배관(91)에서 분지된 고온냉매유입배관(97)에 연결되며, 상기 고온냉매유입배관(97)에는 냉매흐름의 개폐 및 유량 조절을 위한 유량조절밸브(97a)가 설치된다.

또한, 상기 제3연결배관(95C)에는 제1연결배관(95A)이 연결된 부위의 양쪽에 개폐밸브(99c)(99d)가 설치됨으로써 고온냉매유입배관(97)에서 제1연결배관(95A) 및 제2연결배관(95B)쪽으로 흐르는 냉매의 유로를 개폐시키도록 구성된다. 물론, 상기 제3연결배관(95C)과 고온냉매유입배관(97)의 연결부위에 고온냉매유입배관(97)의 냉매가 제1연결배관(95A) 또는 제2연결배관(95B)의 어느 한 방향으로 흐르게 하는 삼방밸브가 설치되어도 좋다.

또한, 상기 제1연결배관(95A)은 개폐밸브(99e)를 통해 보조흡입배관(94)과 연결되고, 상기 제2연결배관(95B)은 개폐밸브(99f)를 통해 보조흡입배관(94)과 연결되며, 상기 보조흡입배관(94)은 상기 냉매흡입배관(91)에 연결됨으로써 상기 냉매흡입배관(91)의 냉매와 보조냉매흡입배관(94)의 냉매가 혼합되어 압축기(3)에 공급된다. 이때, 상기 보조냉매흡입배관(94)에는 냉매흐름을 개폐시키기 위한 개폐밸브(94a)가 설치되며, 이 개폐밸브(94a)는 냉매가 냉매흡입배관(91)에서 보조냉매흡입배관(94)으로 역류되는 것을 방지하도록 된 체크밸브이어도 좋다.

또한, 상기 냉매흡입배관(91)에 냉매흐름을 개폐시키고 필요한 경우 냉매의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(91b)가 설치되며, 상기 냉매토출배관(92)에 냉매흐름을 개폐시키고 필요한 경우 냉매의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(92b)가 설치된다.

또한, 본 실시예의 냉매사이클 시스템은 상기 제1실시예의 냉매사이클 시스템에서 제시된 것처럼 냉온수 및 얼음제조기능을 구비하며, 이러한 구성은 제1실시예의 것과 실질적으로 동일하므로 상세한 구조에 대한 설명은 생략한다.

다만, 본 실시예의 경우, 실내기(2)의 실내열교환기(20)를 통과하는 냉매와 열교환할 수 있도록 구성된 열교환기(22)는 냉방이 선택되었을 때 냉수를 제조하며 난방이 선택되었을 때 온수를 제조하는 기능을 갖는다. 반대로, 실외기(4)의 실외열교환기(40)를 통과하는 냉매와 열교환할 수 있도록 구성된 열교환기(42)는 냉방이 선택되었을 때 온수를 제조하며 난방이 선택되었을 때 냉수를 제조하는 기능을 갖는다.

또한, 본 실시예의 냉매사이클 시스템은 상기 제1실시예의 냉매사이클 시스템에서 제시된 것처럼 산소발생기를 구비하여 실내기(2)를 통해 실내에 산소를 공급하며, 이러한 산소 공급 구성은 제1실시예의 것과 실질적으로 동일하므로 상세한 구조에 대한 설명은 생략한다.

다만, 본 실시예의 경우, 냉방이 선택되었을 때, 산소발생기(53)는 압축기(3)에서 배출되어 실외기(4)로 유입되기 전의 고온 냉매로 오존을 간접 가열하도록 설치되거나, 실외기(4)의 실외열교환기(40)로 유입되어 그 실외열교환기(40)로부터 배출되기 전의 고온 냉매로 오존을 간접 가열하도록 설치되며, 반대로, 난방이 선택되었을 때, 산소발생기(53)는 압축기(3)에서 배출되어 실내기(2)로 유입되기 전의 고온 냉매로 오존을 간접 가열하도록 설치되거나, 실내기(2)의 실내열교환기(20)로 유입되어 그 실외열교환기(20)로부터 배출되기 전의 고온 냉매로 오존을 간접 가열하도록 설치된다. 바람직하게는, 위와 같은 구성을 가질 경우, 그 구성이 복잡한 문제점이 있으므로, 압축기(3)에서 배출된 고온 냉매로 오존을 간접 가열하는 구성이 좋다.

이와 같은 구성을 갖는 제3실시예의 냉매사이클 시스템은 사용자의 선택에 의해 냉방 또는 난방이 수행된다.

먼저, 냉방을 선택한 경우, 사방밸브(90)는 실내기(2)에서 배출된 냉매가 압축기(3)로 유입되고 압축기(3)에서 토출된 냉매가 실외기(4)로 유입되도록 냉매유로를 제공한다. 그리고, 제3연결배관(95C)의 개폐밸브(99c), 제2연결배관(95B)의 개폐밸브(99b) 및 제2연결배관(95B)과 보조냉매흡입배관(94)을 연결시키는 개폐밸브(99f)가 폐쇄된다.

이와 같은 냉방의 경우, 냉매의 흐름 및 그 작용은 제1실시예와 동일하므로, 상세한 설명은 생략하고자 한다.

다음에, 난방을 선택한 경우, 사방밸브(90)는 실외기(4)에서 배출된 냉매가 압축기(3)로 유입되고 압축기(3)에서 토출된 냉매가 실내기(2)로 유입되도록 냉매유로를 제공한다. 그리고, 제3연결배관(95C)의 개폐밸브(99d), 제1연결배관(95A)의 개폐밸브(99a) 및 제1연결배관(95A)과 보조냉매흡입배관(94)을 연결시키는 개폐밸브(99e)가 폐쇄된다.

이와 같은 난방의 경우, 냉매의 흐름 및 그 작용은 제2실시예와 동일하므로, 상세한 설명은 생략하고자 한다.

또한, 사용자의 선택에 의해 냉수, 온수 및 얼음제조기능이 선택되면, 상기 제1실시예에서 설명한 것처럼 냉수, 온수 및 얼음의 제조가 가능하다. 특히, 냉방의 경우, 상기 실외열교환기(40)를 통해 외부로 버려지는 고온열이 열교환기(42)를 통해 흐르는 물에 의해 회수되고, 난방의 경우, 상기 실외열교환기(40)를 통해 외부로 버려지는 저온열이 열교환기(42)를 통해 회수되는 효과를 갖는다.

또한, 사용자의 선택에 의해 산소발생기능이 선택되면, 상기 제1실시예에서 설명한 것처럼 산소발생이 가능하다.

도4는 도3에 도시된 본 고안의 제3실시예에 대한 변형예를 나타내며, 제3 실시예와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고 다른 부분에 대하여만 설명한다. 또한, 이러한 변형예는 제1 및 제2실시예에도 적용 가능하다.

본 실시예의 팽창기는 냉매 경로에 대해 직렬 또는 병렬로 배치된 복수개의 팽창기(1A)(1B)로 구성되고, 실내기(2)는 냉매 경로에 대해 직렬 또는 병렬로 배치된 복수개의 실내열교환기(20A)(20B)를 포함하며, 압축기(3)는 냉매 경로에 대해 직렬 또는 병렬로 배치된 복수개의 압축기(3A)(3B)로 구성되며, 실외기(4)는 냉매 경로에 대해 직렬 또는 병렬로 배치된 복수개의 실외열교환기(40A)(40B)를 포함한다.

또한, 제1 및 제2열교환회로(7')(7")는 냉매 경로에 대해 직렬 또는 병렬로 배치된 복수개의 열교환기(70A)(70B)를 각각 포함하며, 제1 및 제2보조팽창기(8)는냉매 경로에 대해 직렬 또는 병렬로 배치된 복수개의 보조팽창기(8A)(8B)로 구성된다.

이때, 상기 제1열교환회로(7')를 이루는 하우징(72)에는 실외기(4)에 연결된 열교환기(70A)가 수용된 부위에 냉매배출구(72b)가 형성되고 팽창기(1)에 연결된 열교환기(70B)가 수용된 부위에 냉매흡입구(72a)가 형성된다. 또한, 제2열교환회로(7")를 이루는 하우징(72)에는 실내기(2)에 연결된 열교환기(70B)가 수용된 부위에 냉매배출구(72b)가 형성되고 팽창기(1)에 연결된 열교환기(70A)가 수용된 부위에 냉매흡입구(72a)가 형성된다. 물론, 이는 냉매유입구와 냉매배출구의 위치를 제한하고자 하는 취지는 아니며, 단지 예시를 보여준다.

또한, 본 실시예의 냉매사이클 시스템은 상기 제1실시예의 냉매사이클 시스템에서 제시된 것처럼 산소발생기를 구비하여 실내기(2)를 통해 실내에 산소를 공급하며, 이러한 산소 공급 구성은 제3실시예의 것과 실질적으로 동일하므로 상세한 구조에 대한 설명은 생략한다.

이러한 구성으로 된 본 실시예의 냉매사이클 시스템은, 복수개로 된 구성요소들에 의해 냉매에 대한 열교환, 팽창 및 압축용량을 보다 증가시킬 수 있으며, 이는 냉매사이클 시스템의 용량증가가 용이할 뿐만 아니라 각각의 구성요소들에 대한 부하를 감소시킬 수 있어 바람직하다.

그리고, 제1보조팽창기(8')의 냉매 배출부에는 분배기(96)가 설치되어 제1열교환회로(7')의 제1 및 제2열교환기(70A)(7B)가 수용된 부위에 각각 냉매를 분배하거나 필요에 따라서는 선택적으로 냉매를 공급할 수 있도록 구성되어도 좋다. 또한, 이러한 구조는 제2보조팽창기(8")와 제2열교환회로(7")의 연결구조에도 적용될 수 있다.

상기와 같이 분배기(96)를 이용한 경우, 분배기(96)의 설정에 의한 냉매의 경로에 따라 보조팽창기(8')(8")에서 배출되어 열교환회로(7')(7")로 유입되는 냉매 온도 및 보조냉매흡입배관(94)으로 공급되는 냉매 온도를 변화시킴으로써 다양한 조건으로 냉매사이클 시스템을 운용하는 것이 가능하다.

또한, 사용자의 선택에 의해 냉수, 온수 및 얼음제조기능이 선택되면, 상기 제1실시예에서 설명한 것처럼 냉수, 온수 및 얼음의 제조가 가능하다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템에 의하면, 고온 및 저온 냉매와 물의 간접 열교환에 의해 온수 및 냉수를 제조하여 고온 및 저온 냉매의 열을 충분하게 이용할 수 있으며, 냉온수를 얻기 위한 별도의 장치가 불필요해 실내 공간을 효율적으로 이용할 수 있고 경제적인 측면에서도 유리한 효과를 갖는다.

Claims

냉매가 팽창기, 실내열교환기를 갖는 실내기, 압축기 및 실외열교환기를 갖는 실외기를 거쳐 다시 팽창기로 공급되는 순환 경로를 따라 이동되면서 냉방영역인 실내의 온도를 하강시키도록 구성된 냉매사이클 시스템에 있어서,

상기 압축기에서 토출된 냉매의 압력이 미리 설정된 기준 압력보다 낮을 때 압축기에서 토출된 냉매의 일부 또는 전부를 압축기에 다시 공급하여 압축시키며, 상기 실외기에서 응축된 냉매가 열교환회로를 거쳐 상기 팽창기로 유입되며, 상기 팽창기로 유입되는 냉매의 일부가 보조팽창기에서 단열 팽창되며, 상기 보조팽창기에서 배출되어 상기 열교환회로에서 열교환된 냉매와 상기 실내기에서 증발된 후 상기 팽창기에서 열교환된 냉매가 혼합되어 상기 압축기로 공급되며, 상기 실외기의 실외열교환기를 통과하는 고온냉매와 온수제조용 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 온수가 제조되며, 상기 실내기의 실내열교환기를 통과하는 저온냉매와 냉수제조용 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 냉수가 제조됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제1항에 있어서, 상기 실외기에서 배출된 후 실내기로 유입되기 전의 냉매의 일부가 냉매유입관을 통해 제빙팽창기로 유입되고, 상기 제빙팽창기에서 배출된 냉매가 제빙열교환기를 통과한 후 압축기로 유입되며, 상기 제빙열교환기를 통과하는 저온냉매와 제빙용기에 담겨진 물의 열교환에 의해 얼음이 제조됨을 특징으로 하는냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 공기로부터 오존을 발생시키는 오존발생기가 구비되고, 상기 오존발생기에서 발생된 오존을 받아 상기 압축기에서 토출된 고온 냉매에 의해 가열시켜 산소로 분해시킨 후 집진, 살균소독 및 냄새제거를 위한 필터를 통해 실내기로 공급하는 산소발생기가 설치됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제3항에 있어서, 상기 오존발생기는 유량조절밸브를 갖는 오존바이패스관을 매개로 실내기에 오존을 공급하도록 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압축기는 냉매의 흐름에 대하여 다수개가 직렬 또는 병렬 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실내열교환기는 냉매의 흐름에 대하여 다수개가 직렬 또는 병렬 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 팽창기는 냉매의 흐름에 대하여 다수개가 직렬 또는 병렬 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실외열교환기는 냉매의 흐름에 대하여 다수개가 직렬 또는 병렬 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
냉매가 팽창기, 실외열교환기를 갖는 실외기, 압축기 및 실내열교환기를 갖는 실내기를 거쳐 다시 팽창기로 공급되는 순환 경로를 따라 이동되면서 난방영역인 실내의 온도를 상승시키도록 구성된 냉매사이클 시스템에 있어서,

상기 압축기에서 토출된 냉매의 압력이 미리 설정된 기준 압력보다 낮을 때 압축기에서 토출된 냉매의 일부 또는 전부를 압축기에 다시 공급하여 압축시키며, 상기 실내기에서 응축된 냉매가 열교환회로를 거쳐 상기 팽창기로 유입되며, 상기 팽창기로 유입되는 냉매의 일부가 보조팽창기에서 단열 팽창되며, 상기 보조팽창기에서 배출되어 상기 열교환회로에서 열교환된 냉매와 상기 실외기에서 증발된 후 상기 팽창기에서 열교환된 냉매가 혼합되어 상기 압축기로 공급되며, 상기 실외기의 실외열교환기를 통과하는 저온냉매와 냉수제조용 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 냉수가 제조되며, 상기 실내기의 실내열교환기를 통과하는 고온냉매와 온수제조용 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 온수가 제조됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제9항에 있어서, 상기 실내기에서 배출된 후 실외기로 유입되기 전의 냉매의 일부가 냉매유입관을 통해 제빙팽창기로 유입되고, 상기 제빙팽창기에서 배출된 냉매가 제빙열교환기를 통과한 후 압축기로 유입되며, 상기 제빙열교환기를 통과하는 저온냉매와 제빙용기에 담겨진 물의 열교환에 의해 얼음이 제조됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제9항 또는 제10항에 있어서, 공기로부터 오존을 발생시키는 오존발생기가 구비되고, 상기 오존발생기에서 발생된 오존을 받아 상기 압축기에서 토출된 고온 냉매에 의해 가열시켜 산소로 분해시킨 후 집진, 살균소독 및 냄새제거를 위한 필터를 통해 실내기로 공급하는 산소발생기가 설치됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제11항에 있어서, 상기 오존발생기는 유량조절밸브를 갖는 오존바이패스관을 매개로 실내기에 오존을 공급하도록 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 압축기는 냉매의 흐름에 대하여 다수개가 직렬 또는 병렬 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 실내열교환기는 냉매의 흐름에 대하여 다수개가 직렬 또는 병렬 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 팽창기는 냉매의 흐름에 대하여 다수개가 직렬 또는 병렬 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 실외열교환기는 냉매의 흐름에 대하여 다수개가 직렬 또는 병렬 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
냉매가 팽창기, 실내열교환기를 갖는 실내기, 압축기 및 실외열교환기로 이루어지며, 냉매를 순환시킴에 의해 그 냉매의 상태변화를 이용하여 온도조절영역인 실내의 온도를 상승 또는 하강시키도록 된 공기조화기의 냉매사이클 시스템에 있어서,

상기 압축기에서 토출된 냉매의 압력이 미리 설정된 기준 압력보다 낮을 때 압축기에서 토출된 냉매의 일부 또는 전부를 압축기에 다시 공급하여 압축시키며,상기 실외기 또는 실내기에서 응축된 냉매가 열교환회로를 거쳐 상기 팽창기로 유입되며, 상기 팽창기로 유입되는 냉매의 일부가 보조팽창기에서 단열 팽창되며, 상기 보조팽창기에서 배출되어 상기 열교환회로에서 열교환된 냉매와 상기 실내기 또는 실외기에서 증발된 후 상기 팽창기에서 열교환된 냉매가 혼합되어 상기 압축기로 공급되며, 상기 실외기의 실외열교환기를 통과하는 냉매와 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 냉수 또는 온수가 제조되며, 상기 실내기의 실내열교환기를 통과하는 냉매와 열교환기를 통과하는 물의 열교환에 의해 냉수 또는 온수가 제조됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제17항에 있어서, 상기 실내기 또는 실외기에서 배출된 후 실외기 또는 실내기로 유입되기 전의 냉매의 일부가 냉매유입관을 통해 제빙팽창기로 유입되고, 상기 제빙팽창기에서 배출된 냉매가 제빙열교환기를 통과한 후 압축기로 유입되며, 상기 제빙열교환기를 통과하는 저온냉매와 제빙용기에 담겨진 물의 열교환에 의해 얼음이 제조됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제17항 또는 제18항에 있어서, 공기로부터 오존을 발생시키는 오존발생기가 구비되고, 상기 오존발생기에서 발생된 오존을 받아 상기 압축기에서 토출된 고온 냉매에 의해 가열시켜 산소로 분해시킨 후 집진, 살균소독 및 냄새제거를 위한 필터를 통해 실내기로 공급하는 산소발생기가 설치됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제19항에 있어서, 상기 오존발생기는 유량조절밸브를 갖는 오존바이패스관을 매개로 실내기에 오존을 공급하도록 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 압축기는 냉매의 흐름에 대하여 다수개가 직렬 또는 병렬 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 실내열교환기는 냉매의 흐름에 대하여 다수개가 직렬 또는 병렬 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 팽창기는 냉매의 흐름에 대하여 다수개가 직렬 또는 병렬 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 실외열교환기는 냉매의 흐름에 대하여 다수개가 직렬 또는 병렬 연결됨을 특징으로 하는 냉온수 제조기능을 갖는 냉매사이클 시스템.