KR20040017685A - 공기조화기의 열교환기 결빙방지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 열교환기 결빙방지구조에 관한 것이다. 본 발명에서는 열교환기(33)의 하단부(39)와 열교환기가 안착되는 베이스팬(31)의 바닥면 사이에 제상수가 원활하게 유동될 수 있는 유동공간(47)을 확보하여 제상수가 열교환기(33)의 하단부(39)와 베이스팬(31)의 사이에 결빙되는 것을 방지한다. 이를 위해 열교환기(33)의 하단부(39)에 구비되는 방열핀(37)의 일측, 즉 열교환기(33)가 안착되는 바닥면과

마주보는 방열핀(37)의 부분을 열교환기(33)의 하단면에 대해 경사지게 형성한다. 그리고 상기 열교환기가 설치되는 베이스팬(31)에도 열교환기(33)에서 발생한 제상수가 원활하게 배수되도록 경사면(41)을 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성의 본 발명에 의하면 열교환기(33)의 하단과 베이스팬(31)의 사이에 응축수의 유동을 위한 유동공간(47)을 확보할 수 있어 열교환기의 하단에 결빙이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

Description

공기조화기의 열교환기 결빙방지구조{freezing prevention structure of heat-exchanger for air conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기와 베이스팬 사이의 구조를 개선함으로서 응축수의 결빙을 방지하는 공기조화기의 열교환기 결빙방지구조에 관한 것이다.

공기조화기는 실내의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 장치이다. 이를테면, 여름에는 실내를 시원한 냉방상태로 조절하고, 겨울에는 실내를 따뜻한 난방상태로 조절한다. 또한, 공기조화기는 실내의 습도를 조절하며, 실내의 공기를 쾌적한 청정상태로 유지한다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 분리형 공기조화기의 실외기를 예로 들어 설명한다.

도 1은 종래 기술에 의한 공기조화기용 실외기의 구성을 보인 분해사시도이다. 이에 도시된 바에 따르면, 베이스팬(base pan)(1)이 공기조화기 실외기의 저면을 형성한다. 상기 베이스팬(1) 상에는 실내기측에 설치된 부품들과 함께 열교환사이클을 구성하는 부품들이 설치된다. 그리고 상기 베이스팬(1)의 선단에는 실외기의 전면 외관을 형성하는 전면패널(3)이 설치된다.

상기 전면패널(3)에는 아래에서 설명될 팬(5)에 의해 형성된 기류가 실외기의 외부로 토출되는 토출그릴(7)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 베이스팬(1)의 상면에는 베리어(9)가 직립되게 설치되어, 실외기의 내부를 두 구역으로 구획한다. 상기 베리어(9)는 실외기를 통과하여 열교환하는 공기의 유로를 효율적으로 만들고, 아래에서 설명될 압축기(11)에서 발생하는 소음을 차단하기 위한 목적으로 설치된다.

그리고, 상기 베리어(9)에 의해 구분된 상기 베이스팬(1) 상의 일측에는 외부의 공기를 실외기로 흡입하고, 열교환된 공기를 외부로 배출하는 팬(5)과 상기 팬(5)을 구동시키는 모터(13) 및 실외기의 내부로 흡입된 공기와 작동유체가 서로 열교환하는 열교환기(15) 등이 설치된다. 또한, 상기 베리어(9)에 의해 구분된 상기 베이스팬(1) 상의 타측에는 작동유체를 압축하는 압축기(11)가 설치된다.

다음으로는, 후면패널(7)이 상기 베이스팬(1)의 후단에 설치된다. 상기 후면패널(17)은 실외기의 후면 및 양측면을 형성하는 것으로, 상기 열교환기(15)의 외부를 감싸는 "ㄷ"자 형태의 구조로 형성되어 있다. 이와 같은 구조로 형성된 상기 후면패널(17)은 열교환기(15)의 날카로운 방열핀(19)에 의해 발생할 수 있는 안전사고를 방지하여, 안전성을 확보하는 하는 역할을 한다. 또한, 상기 후면패널(17)은 베이스팬(1)과 아래에서 설명될 상판(21)을 연결하여 공기조화기 실외기의 구조적인 강도를 확보하는 역할을 한다.

한편, 상판(21)은 공기조화기 실외기의 뚜껑역할을 하는 것으로, 상기 전면패널(3)과 상기 후면패널(17)과 체결하여 실외기의 상면을 형성한다. 상기한 바와 같이 상기 베이스팬(1) 상에 상기 전면패널(3), 후면패널(17)를 체결한 후, 상기 상판(21)을 전면패널(3)과 후면패널(7)에 체결하면 공기조화기 실외기의 전체적인 외관이 형성된다.

도 2는 종래 기술에서 열교환기(15)가 베이스팬(1)에 설치되는 것을 보인 단면도이다. 하단에는 베이스팬(1)이 설치되어 있고, 베이스팬 상면에는 열교환기(15)가 직립하게 설치되어 있다. 상기 열교환기(15)에는 그 내부로 열교환사이클의 작동유체가 유동되는 작동유체파이프(23)가 구비되어 있으며, 상기 작동유체파이프(23)의 외주면에는 열교환을 위하여 다수의 방열핀(19)이 삽입되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술의 열교환기에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 열교환기(15) 하단과 열교환기가 안착되어 있는 베이스팬(1)의 바닥면 사이에 공간이 마련되어 있지 않아 응축수의 유동이 어렵다. 즉, 상기 열교환기로부터 발생하는 응축수는 그 중력에 의하여 상기 열교환기(15)의 하단으로 모이게 되는 성질이 있는 바, 열교환기의 하단에 모인 응축수는 열교환기(15)의 하단과 베이스팬(1) 사이에 유동공간이 마련되어 있지 않아 원할하게 유동되지 않고 정체된다. 이와 같이 응축수가 유동되지 아니하고 정체되는 현상을 가리켜 응축수의 표면장력으로 인한 물고임 현상이라고 한다.

따라서, 유동공간이 마련되지 않아 발생하는 물고임 현상은 응축수의 원활한 배수를 방해하며, 열교환기(15)를 흐르는 작동유체의 온도가 너무 낮거나 또는 외부온도가 너무 낮은 동절기에는 응축수가 결빙되어 공기조화기의 난방능력을 저하시키는 문제점이 있다. 더욱이 이와 같은 결빙이 누적되어 누적층이 두껍게 형성되면 열교환된 공기를 외부로 배출하는 팬(5)의 날개와 충돌하여 팬이 파손되는 문제점도 발생한다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 열교환기와 바닥면과의 구조를 개선하여 열교환기의 하단과 바닥면 사이의 응축수 유동이 원활하게 되도록 하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 공기조화기용 실외기의 구성을 보인 분해사시도.

도 2는 종래 기술에서 열교환기가 베이스팬에 설치되는 것을 보인 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 공기조화기의 열교환기 결빙방지구조의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.

도 4는 본 발명의 실시예를 구성하는 열교환기의 요부 구성을 보인 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

31: 베이스팬33: 열교환기

35: 작동유체파이프37: 방열핀

39: 하단부41: 경사면

43: 단차면45: 채널

47: 유동공간

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 작동유체와 공기와의 열교환을 위한 방열핀을 구비하는 열교환기와, 상기 열교환기의 하단이 안착되어 지지되는 바닥면과, 상기 열교환기와 바닥면의 사이에 형성되어 상기 열교환기에서 발생한 응축수가 유동되게 하는 유동공간을 포함한다.

상기 유동공간은 상기 바닥면과 마주보는 상기 열교환기의 방열핀의 일부를 경사지게 형성하여 구성한다.

상기 유동공간은 상기 열교환기의 하단과 마주보는 바닥면을 요입되게 형성하여 구성한다.

상기 열교환기와 인접한 상기 바닥면은 열교환기에서 발생한 응축수의 원활한 유동을 위해 경사지게 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 공기조화기의 열교환기의 결빙방지구조에 의하면, 방열핀에 경사각이 형성됨으로서 열교환기와 바닥면 사이에 일정한 공간이 마련되고 열교환기로부터 발생하는 응축수의 배수가 원활하게 되는 장점이 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 공기조화기용 결빙방지장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 공기조화기의 열교환기 결빙방지구조의 바람직한 실시예가 단면도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 실시예를 구성하는 열교환기의 요부 구성이 사시도로 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 베이스팬(base pan)(31)이 공기조화기 실외기의 저면을 형성한다. 상기 베이스팬(31) 상에는 실내기측에 설치된 부품들과 함께 열교환사이클을 구성하는 부품들이 설치된다.

상기 베이스팬(31)의 일측에는 열교환기(33)가 설치된다. 상기 열교환기(33)는 납작한 직육면체의 형상으로 형성되어 상기 베이스팬(31)의 상면에 직립하게 설치되어 있다. 그리고, 상기 열교환기(33)에는 지그재그로 절곡되고 내부로 열교환사이클의 작동유체가 유동되는 작동유체파이프(35)가 구비된다.

상기 작동유체파이프(35)의 외주면에는 다수개의 방열핀(37)이 삽입되어 상기 열교환기(33)를 통과하는 공기와 상기 작동유체파이프(35)의 내부를 유동하는 작동유체 사이에서 열교환이 일어나도록 한다. 상기 방열핀(37)은 상기 작동유체파이프(35)에 일정한 간격으로 다수개가 촘촘히 끼워져 방열면적을 넓히게 된다.

상기 베이스팬(31)과 마주보는 열교환기(33)의 하단부(39)는 일단에서 타단으로 경사지게 형성된다. 일반적으로 열교환기(33)를 제작함에 있어서, 작동유체파이프(35)와 방열핀(37)을 따로 제작하고 방열핀(37)을 작동유체파이프(35)에 끼워서 조립하는데, 본 실시예에서는 열교환기(33)의 하단부(39)에 해당하는방열핀(37)을 제작함에 있어 상기 방열핀(37)의 일측에 경사각이 형성되도록 절단한 후에 조립한다.

상기 열교환기(33)가 안착되는 베이스팬(31)의 일단에는 경사면(41)이 형성되어 있다. 상기 베이스팬(31)의 경사면(41)은 상기 열교환기로부터 멀어질 수록 경사지게 형성되어 상기 열교환기(33)와 상기 베이스팬(31)의 경사면(41) 사이로 응축수가 이동한다.

상기 베이스팬(31)의 타단에는 상기 경사면(41)을 통해 내려오는 응축수가 모여 외부로 배출되는 단차면(43)이 형성된다. 상기 단차면(43)은 상기 베이스팬의 바닥면 중에서 가장 낮은 부분으로 보통은 배수구가 구비된다.

한편, 상기 열교환기(33)의 양단부에는 도 4에 도시된 바와 같이, 각각 채널(45)이 구비된다. 따라서, 위로는 방열핀(37)의 경사면과 아래로는 베이스팬(31)의 바닥면 사이에 그리고 상기 채널(41)을 양단부로 하여 응축수가 흐를 수 있는 유동공간(47)이 형성된다.

도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 다른 실시예로서 상기 열교환기(33)의 하단부(39)는 경사지게 형성하지 않고, 상기 열교환기가 안착되는 베이스팬(31)의 바닥면에만 경사면을 형성하거나 요입되게 형성하여 응축수가 원활하게 유동되는 공간을 확보할 수도 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 공기조화기의 열교환기 결빙방지장치의 작용을 상세하게 설명하기로 한다.

난방운전시 압축기에서 토출된 고온 고압의 기체 냉매는 실내열교환기에서실내 공기에 의해 냉각되어 응축열을 방출한다. 그리고는 모세관에서 감압팽창된 후 실외열교환기에서 실외 공기의 열을 빼앗아 증발하는데 이러한 실외열교환기 표면에는 응축수가 발생한다.

이러한 응축수가 발생하는 과정을 상세히 살펴보면, 모세관에서 감압팽창된 냉매는 상기 열교환기(33)에 구비된 작동유체파이프(35)를 지나고 상기 작동유체파이프의 주변에 구비된 방열핀(37)은 냉매와 외부공기 사이에서 열교환을 중계한다. 이와 같은 열교환을 통하여 방열핀(37) 외면에 발생하는 응축수는 중력의 작용으로 열교환기(33) 하단부(39)로 모이며, 이렇게 모인 응축수는 상기 방열핀(37)과 상기 베이스팬(31) 사이에 형성된 유동공간(47)으로 경사면(41)을 따라 흐르게 된다.

따라서, 상기 베이스팬(31)의 바닥면을 경사지게 형성함으로서 상기 열교환기(33)로 부터 발생하는 응축수는 상기 경사면(41)을 따라 아래로 이동한다. 이때, 베이스팬(31)과 열교환기(33)의 하단 사이에는 충분한 유동공간(47)이 확보되어 있어 응축수의 표면장력에 의한 물고임 현상은 발생하지 않는다.

본 실시예에 있어서는 설명의 편의를 위해 분리형 공기조화기의 실외기에 형성된 베이스팬의 바닥면을 예로들어 설명하였으나. 일체형 공기조화기의 경우에는 열교환기가 안착되는 에어가이드와 열교환기의 하단 사이에 상기와 같은 구조를 채용하면 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 요지를 벗어 나지 않는 범위에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 다양한 변경과 수정이 가능하게 이루어질 수 있는 것이다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

열교환기의 하단과 열교환기가 안착되는 바닥면 사이에 응축수가 원활하게 유동할 수 있는 공간을 마련함으로서 응축수가 열교환기와 바닥면 사이에서 결빙되는 것을 방지하여 공기조화기의 동작 신뢰성을 향상시킨다.

Claims (4)

1. 작동유체와 공기와의 열교환을 위한 방열핀을 구비하는 열교환기와,

   상기 열교환기의 하단이 안착되어 지지되는 바닥면과,

   상기 열교환기와 바닥면의 사이에 형성되어 상기 열교환기에서 발생한 응축수가 유동되게 하는 유동공간을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기 결빙방지구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유동공간은 상기 바닥면과 마주보는 상기 열교환기의 방열핀의 일부를 경사지게 형성하여 구성함을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기 결빙방지구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유동공간은 상기 열교환기의 하단과 마주보는 바닥면을 요입되게 형성하여 구성함을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기 결빙방지구조.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 열교환기와 인접한 상기 바닥면은 열교환기에서 발생한 응축수의 원활한 유동을 위해 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기 결빙방지구조.