KR20040011127A - 냉각수가 공급되는 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주로 실외에 설치되어 실내에 설치되는 실내기와 함께 유기적으로 동작하면서 냉동사이클을 구성하는 실외기에 관한 것이다. 본 발명은 냉매를 압축하기 위한 압축기와; 상기 압축기를 구동시키는 모터와; 상기 압축기에 의해 가압되어 압축된 냉매를 제 1 실외기 코일로 유입시켜 냉각 액화시키는 응축기와; 상기 응축기에 의해 냉각 액화된 냉매를 실내기의 제 1 실내기 코일로 유입시켜 증발시키는 증발기와; 상기 증발기의 증발과정에서 실내기의 제 1 실내기코일 표면에 생기는 냉각수를 저장하는 냉각수탱크와; 상기 냉각수탱크의 냉각수를 공급받아 실내기 공기를 냉각하는 제 2 실내기 코일과; 상기 냉각수 탱크의 냉각수를 공급받아 실외기 공기를 냉각하는 제 2 실외기 코일과; 상기 냉각수 탱크의 냉각수를 제 2 실내기 코일과 제 2 실외기 코일로 유입시키기 위한 관로를 선택할 수 있는 선택밸브와; 상기 제 2 실내기 코일과 제 2 실외기 코일에 냉각수를 공급하는 각각의 펌프를 구비하고 있으며, 상기 제 1, 2 실외기 코일은 실외기 내부에 위치한 공기조화기를 제공한다.

본 발명에 의한 실외기는 응축기의 냉각을 위해 실외기 내부로 유입되는 공기가 제 2실외기코일에 의해 냉각되는 것을 그 특징으로 한다.

Description

냉각수가 공급되는 공기조화기 {air conditioner where cooling water is provided}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주로 실외에 설치되어 실내에 설치되는 실내기와 함께 유기적으로 동작하는 실외기를 개선한 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 공기조화기는 실내의 더운 공기를 열교환에 의해 찬 공기로 바꾸어, 이 찬 공기를 이용해 실내를 적정온도 이하로 낮추는 에어컨디셔너로서, 크게 실외에 설치되어 냉매를 압축 및 응축하는 실외기(10)와, 실내에 설치되어 상기 실외기(10)에 의해 압축 및 응축된 냉매를 실내의 더운공기와 열교환시켜 찬 공기를 얻는 실내기(20)와, 상기 실외기(10)와 실내기(20)의 냉매가 이동하기 위한 냉매관로로 구성되어 있다.

상기한 실외기(10)의 종래 구성을 첨부된 도 1과, 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

실외기(10)는 본체(11)와, 상기 실외기(10) 본체(11) 내의 한 쪽에 냉매를 압축하는 압축기(30)와, 상기 본체(11) 내의 후면부에 접하며 압축기(30)에 의해 압축된 냉매를 응축하는 응축기(40)와, 상기 본체(11) 내의 응축기(40) 전방에 바람을 공급하기 위한 송풍기(50)와, 상기 송풍기(50)를 구동시키는 모터(15)로 구성되어 있다. 상기 본체(11)의 한 쪽 면에는 송풍기(50)에 의해 발생된 공기가 실외기(10)로 유입될 수 있도록 공기흡입구(16)가 형성되어 있고, 상기 공기흡입구(16)와 대향하는 면에는 실외기 본체 내로 유입되어 응축기(40)를 통과한 공기가 다시 실외기(10) 밖으로 배출될 수 있도록 공기 배출구(17)가 형성되어 있다.

상기 구성에 의한 공기조화기의 작동은 실외기(10) 본체(11) 내의 일측에 구비되어 있는 압축기(30)가 작동하여 냉매를 압축하고, 이 압축된 냉매는 응축기(40)로 들어가 응축되며, 이때 구동되고 있던 모터(15)가 송풍기(50)를 회전시켜 실외기(10) 외부에 있던 공기를 본체(11) 내부로 유입시킨다. 상기 본체(11)로 흡입된 공기는 계속되는 송풍기(50)의 송풍력에 의해 응축기(40)를 통과한 다음 실외기(10) 밖으로 배출된다. 상기 공기가 응축기(40)를 통과할 때 응축기(40) 내부의 냉매는 상기 공기보다 온도가 높기 때문에, 상기 응축기(40)에서 냉매와 공기는 열교환을 하고, 응축기(40)를 통과하여 실외기(10) 외부로 배출되는 공기는 유입 될 당시의 공기 온도보다 높게 된다.

한편 상기한 작용에 의해 응축기(40)를 통과한 냉매는 실외기(10)와 함께 공기조화기를 구성하는 냉매관로(100)를 통해 실내기(20)로 들어가 상기 실내기를 이루는 증발기(미도시)에 의해 증발되면서 냉각작용을 하게 된다.

앞에서 상술한 바와 같은 종래의 실외기(10)에서는 송풍기(50)에 의해 유입되는 외부공기가 직접적으로 냉매와 열교환을 하기 때문에 유입되는 공기의 온도가 45℃이상으로 올라가는 경우에는 효율이 급작스럽게 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 송풍기에의해 유입되는 공기의 온도를 낮추어 냉매와 열교환하게 하여 고성능으로 작동할 수 있는 공랭식 실외기를 가진 공기조화기의 제공을 그 목적으로 한다.

본 발명의 기타 다른 목적이나 효과는 발명의 상세한 설명과 첨부된 도면을 통해 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 실외기의 정면도

도 2는 종래 실외기의 평면도

도 3은 본 발명에 의한 공기조화기의 개략도

도 4는 본 발명에 의한 응축기의 정면도

도 5는 도 4의 종단면도

*도면의 주요 부호에 대한 설명*

10 : 실외기11 : 본체

15 : 모터20 : 실내기

30 : 압축기40 : 응축기

42 : 제 1 실외기코일44 : 제 2 실외기코일

50 : 송풍기60 : 증발기

62 : 제 1 실내기코일64 : 냉가수탱크

66 : 냉각수받이68 : 펌프

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매를 압축하기 위한 압축기와; 상기 압축기를 구동시키는 모터와; 상기 압축기에 의해 가압되어 압축된 냉매를 제 1 실외기 코일로 유입시켜 냉각 액화시키는 응축기와; 상기 응축기에 의해 냉각 액화된 냉매를 실내기의 제 1 실내기코일로 유입시켜 증발시키는 증발기와; 상기 증발기의 증발과정에서 실내기의 제 1 실내기코일 표면에 생기는 냉각수를 저장하는 냉각수탱크와; 상기 냉각수탱크의 냉각수를 공급받아 실내기 공기를 냉각하는 제 2 실내기 코일과; 상기 냉각수 탱크의 냉각수를 공급받아 실외기 공기를 냉각하는 제 2 실외기 코일과; 상기 냉각수 탱크의 냉각수를 제 2 실내기 코일과 제 2 실외기 코일로 유입시키기 위한 관로를 선택할 수 있는 선택밸브와; 상기 제 2 실내기 코일과 제 2 실외기 코일에 냉각수를 공급하는 각각의 펌프를 구비하고 있으며, 상기 제 1, 2 실내기 코일은 실내기 내부에, 상기 제 1, 2 실외기 코일은 실외기 내부에 각각 위치하는 공기조화기를 제공한다.

여기서, 상기 제 2 실외기 코일은 제 1 실외기 코일의 바깥쪽에 위치하여 외부공기가 제 2 실외기 코일과 접촉한 후 제 1 실외기 코일과 만나도록 하는 것이바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예에 따른 공기조화기의 개략도이다. 냉매는 압축기(30)에 의해 압축되고, 상기 압축기(30)는 모터(15)에 의해 구동된다. 상기 압축기(30)에 의해 가압되어 압축된 냉매는 응축기(40)의 제 1 실외기 코일(42)로 유입되어 냉각 액화되고, 증발기(60)의 제 1 실내기코일(62)로 유입되어 증발된다. 상기 증발기(60)의 증발과정에서 제 1 실내기코일(62) 표면에 생기는 냉각수는 냉각수탱크(64)에 의해 저장되고, 펌프(68)에 의해 응축기(40) 내부의 제 2 실외기 코일(44)로 공급된다.

한편, 실외기(10)는 제 1 실외기코일(42)와 제 2 실외기코일(44)로 이루어진 응축기(40)와, 상기 응축기(40)의 제 1 실외기코일(42)에 냉매를 가압하여 공급하는 압축기(30)와, 압축기(30)를 구동시키는 모터(15)와, 실외기(10) 안의 공기를 외부로 배출시키기 위한 송풍기(50)와, 상기 송풍기(50)를 구동시키는 송풍기용 모터(15)를 구비하고 있다.

상기 응축기(40)의 제 2 실외기코일(44)은 본체(11) 내부와 접하고, 제 1 실외기코일(42)이 제 2 실외기코일(44)의 안쪽에 위치하고, 상기 응축기(40)의 대향하는 면에 송풍기(50)가 배치되는 것이 공기의 흐름을 원활히 하고 보다 낮은 온도의 공기를 실외기(10) 내부로 유입시키기에 적합하다.

한편, 도 3에 미도시된 실내기는, 상기 증발기(60) 냉매를 증발시키기 위해일반적으로 사용되는 송풍기(미도시)와 증발기(60)를 주요 구성 부재로 가진다. 또한 본 발명의 특징으로서 상기 증발기(60)의 냉매가 증발하는 과정에서 증발기(60)의 제 1 실내기코일(62) 표면에 발생하는 냉각수를 모으기 위한 냉각수받이(66)와, 상기 냉각수받이(66)에 의해 모인 냉각수를 저장하는 냉각수탱크(64)와, 상기 냉각수탱크(64)에 모인 냉각수를 실내기(미도시)의 제 2 실내기코일(61)과 실외기(10)의 제 2 실외기코일(44)로 보내기 위한 펌프(68)와, 상기 제 2 실내기 코일(61)과 제 2 실외기코일(44)의 관로를 선택할 수 있는 선택밸브(69)를 본 실시예에 의한 공기조화기의 부재로 가지게 된다.

상기 냉각수는 공기 중에 있는 습기가 차가운 제 1 실내기코일을 만났을 때 생기는 일반적인 물이며, 상기 냉각수받이(66), 냉각수탱크(64), 펌프(68)는 냉각수의 열손실을 최소화하기 위하여 실내기 안에 구성되는 것이 바람직하며, 상기 냉각수를 이동시키는 관의 길이 역시 최소화하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 제 1 실외기코일과 제 2 실외기코일의 정면도이고, 도 5는 제 1 실외기코일과 제 2 실외기코일의 배치를 알 수 있는 종단면을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 제 1 실외기코일은 냉매를 이동시키기 위한 관이고, 제 2 실외기코일은 냉각수를 이동시키기 위한 관으로서, 상기 제 1 실외기코일과 제 2 실외기코일은 서로 접하여 있다.

또한 상기 실내기(미도시)의 제 1, 2 실내기코일은 상기 도 4와 도 5에서 제시된 구조와 동일하다.

상기 냉매는 공기조화기에서 일반적으로 사용되는 R-22이며, 상기 압축기는일반적으로 사용되는 로터리식이나 왕복운동식 어느것을 사용하여도 무방하다.

이하 본 발명에 따른 실시예의 바람직한 작동과정을 도 3을 중심으로 상세하게 설명하겠다.

먼저 압축기(30)가 모터(15)에 의해 작동하여 냉매를 압축하고, 상기 압축기(30)에 의해 압축된 냉매는 직렬로 연결되어 있는 응축기(40)의 제 1차 실외기코일(42)로 유입된다. 이때 송풍기(50)는 실외기(10) 안의 공기를 연속적으로 실외기(10) 밖으로 배출하고, 상기 공기가 배출되는 과정에서 제 1 실외기코일(42)의 냉매는 열을 배출되는 공기에 빼앗겨 액체로 응축된다. 상기 응축된 냉매는 응축기(40)에 연결된 냉매관로(100)을 따라 실내기의 증발기(60)로 유입되고, 증발기(60)로 유입된 냉매는 감압과 확산과정을 거쳐 기화되는 과정에서 주위 공기의 열을 빼앗는다. 이어서, 증발기(60)에 의해 기화된 냉매는 다시 냉매관로(102)를 따라 압축기(30)로 유입되고, 앞서 설명한 냉동사이클을 반복하여 순환하게 된다.

한편 증발기(60)에 의해 차가워진 공기는 실내기의 송풍기(미도시)에 의해 실내로 배출되는 한편, 증발기(60)의 제 1 실내기코일(62)에 냉각수를 맺히게 하고, 상기 냉각수를 냉각수받이(66)에 받아서 냉각수탱크(64)에 모은다. 이 냉각수탱크(64)에 모인 냉각수는 선택밸브(69)에 의해서 제 2 실내기 코일(61)과 제 2 실외기코일에 선택적으로 유입시킬 수 있고, 선택밸브(69)에 의해 유입된 냉각수는 냉각수펌프(68)에 의해 실내기의 제 2 실내기 코일(61)과 실외기(10)의 제 2 실외기코일(44)로 각각 보내지고, 상기 제 2 실내기 코일과 제 2 실외기코일을 거쳐 다시 냉각수탱크(64)로 되돌아오는 과정을 반복하게 된다.

상기 냉각수의 역할은 상기 냉각수가 제 2 실내기 코일(61)로 유입되면 실내기 내부 공기를 냉각, 제습하고, 상기 냉각수가 제 2 실외기 코일(64)로 유입되면 냉매를 응축시키기 위해 실외기(10) 내부로 유입되는 공기의 온도를 냉각시키는 것이다. 즉, 한 여름의 경우에는 실외의 온도가 높아서 응축기(40)의 효율이 나빠지기 때문에 냉각수를 제 2 실외기 코일쪽으로 돌려 사용하고, 환절기의 경우에는 실외의 공기 온도가 그리 높지 않기 때문에 제 2 실내기코일과, 제 2 실외기코일 모두에 냉각수를 공급하여 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 응축기(40)에서 효율을 높이기 위해서는 온도가 낮고, 압력이 높아야 하는 것은 당연한 사실이기 때문에, 상기 냉각수와 제 2 실외기코일(44)의 역할은 송풍기(50)에 의해 실외기(10)로 유입되는 공기의 온도를 낮추기 위함이다. 먼저 실외기(10) 외부의 공기를 1차로 제 2 실외기코일(44)과 접하게 하여 공기의 온도를 낮추고, 2차로 냉매가 순환하는 제 1 실외기코일(42)과 접하게 하여 제 2 실외기코일(42) 안의 냉매가 보다 효율적으로 응축되게 할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기의 실외기는 증발기의 제 1 실내기코일에서 발생하는 냉각수를 이용하여, 실외기 내부로 들어오는 공기의 온도를 낮추어 높은 온도에서 공기조화기의 효율이 떨어지는 것을 개선하였다. 또한 높은 온도에서 냉매를 응축시키기 위해 압축기가 과도하게 작동하였으나 실외기 안으로 들어오는 공기를 냉각수가 1차적으로 낮추는 바, 압축기의 사용을줄이는 만큼의 에너지도 절약된다.

한편 종래에는 냉각수를 버리기 위한 관을 따로 마련하여 공기조화기 외부로 관을 가이드 하여 미관상 좋지 않았으나, 본 발명에 의한 공기조화기는 냉각수를 재활용함으로써 공기조화기의 외관이 단순해지는 부차적인 효과도 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 냉매를 압축하기 위한 압축기와;

   상기 압축기를 구동시키는 모터와;

   상기 압축기에 의해 가압되어 압축된 냉매를 제 1 실외기 코일로 유입시켜 냉각 액화시키는 응축기와;

   상기 응축기에 의해 냉각 액화된 냉매를 실내기의 제 1 실내기코일로 유입시켜 증발시키는 증발기와;

   상기 증발기의 증발과정에서 실내기의 제 1 실내기코일 표면에 생기는 냉각수를 저장하는 냉각수탱크와;

   상기 냉각수탱크의 냉각수를 공급받아 실내기 공기를 냉각하는 제 2 실내기 코일과;

   상기 냉각수 탱크의 냉각수를 공급받아 실외기 공기를 냉각하는 제 2 실외기 코일과;

   상기 냉각수 탱크의 냉각수를 제 2 실내기 코일과 제 2 실외기 코일로 유입시키기 위한 관로를 선택할 수 있는 선택밸브와;

   상기 냉각수탱크의 냉각수를 공급받고, 상기 제 1 실외기코일과 더불어 상기 응축기를 구성하는 제 2 실외기 코일과;

   상기 제 2 실내기 코일과 제 2 실외기 코일에 냉각수를 공급하는 각각의 펌프를 포함하는 공기조화기
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 2 실외기코일은 상기 제 1 실외기코일의 바깥에 위치하여 외부공기가 제 2 실외기코일을 먼저 통과하는 공기조화기