KR20050107086A - 리시버 냉매 순환 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리시버 냉매 조절 장치에 관한 것으로서, 냉매를 저장하는 리시버 탱크와, 상기 리시버 탱크에 각각 연결되어 냉매가 유동하는 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관과, 상기 제 1 냉매배관 또는 제 2 냉매배관에서 상기 리시버 탱크에 연결되어 냉매가 유동하는 추가 유로를 형성하는 보조냉매배관을 포함하여 구성되어, 공기조화기가 냉방 구동시에 제 1 냉매배관을 통하여 리시버 탱크 내부로 유입한 액체 및 기체의 2상 상태의 냉매에 대하여 공기조화기의 구동에 필요한 냉매만이 제 2 냉매배관과 보조냉매배관을 통하여 유출되고 리시버 탱크에 저장되어야하는 액체 상태의 잉여 냉매는 이와 함께 유출되지 않도록 하여 공기조화기 내에 적정한 냉매량이 순환하도록 하는 리시버 냉매 순환 장치를 제공하는 효과가 있다.

Description

리시버 냉매 순환 장치 {Circulation Device For Receiver refrigerants}
본 발명은 멀티형 공기조화기의 리시버에 관한 것으로서, 특히 공기조화기가 냉방 구동시에 제 1 냉매배관을 통하여 리시버 탱크 내부로 유입한 기체 및 액체의 2상 상태인 냉매에 대하여 공기조화기의 구동에 필요한 냉매만이 제 2 냉매배관과 보조냉매배관을 통하여 유출되고, 리시버 탱크에 저장되어야하는 액체 상태의 잉여 냉매는 함께 유출되지 않도록 하여 공기조화기 내에 적정한 냉매량이 순환하도록 하는 리시버 냉매 순환 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 리시버가 구비된 멀티형 공기조화기의 냉난방 운전시 사이클 구성도, 도 2는 종래 기술에 따른 리시버가 도시된 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 멀티형 공기조화기는 복수의 실내 열교환기(12a~12n)를 구비하여 냉방 또는 난방을 하도록 실내에 배치된 실내기(1a~1n)와, 실외에 배치되고 상기 실내기(1a~1n)와 상호 연통 가능하게 연결되는 실외기(2)를 구비하고 있다.
또한 상기 실외기(2)에는 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱(21)과, 냉매를 압축하는 압축기(29)와, 상기 압축기(29)로 기체 냉매만이 유입될 수 있도록 액체 냉매를 축적하는 어큐뮬레이터(23)와, 상기 압축기(29)와 연통되어 압축기에서 냉매와 함께 토출된 오일을 분리하는 오일분리기(24)와, 상기 압축기(29)와 연통되고 실외송풍기(미도시)에 의하여 흡입된 공기를 냉매와 열교환되게 하는 실외 열교환기(22)를 포함한다.
그리고 상기 오일분리기(24)를 통과한 냉매를 상기 실내 열교환기(12a~12n)와 실외 열교환기(22) 중 어느 일측으로 보내도록 유로를 절환하는 사방밸브(27)와, 상기 실내 열교환기(12a~12n)와 실외 열교환기(22) 사이에 실내 열교환기(12a~12n) 또는 실외 열교환기(22)를 통과한 냉매를 저온, 저압으로 팽창시키는 팽창기구(26)와, 상기 팽창기구(26)의 일측에는 내부에 잉여 냉매를 수용할 수 있도록 하는 리시버(25)를 포함한다.
한편 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 리시버(25)는 잉여 액체 냉매를 저장하는 리시버 탱크(25c)와, 상기 리시버 탱크(25c)로 냉매가 유입되거나 유출되는 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관(25a, 25b)을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 멀티형 공기조화기는 상기 실내기(1a~1n)가 냉방 구동되면, 상기 압축기(29)에서 나온 고온, 고압의 냉매는 실외 열교환기(22)로 보내지고, 상기 실외 열교환기(22)를 통과하는 냉매는 주변 공기와의 열교환으로 고온, 고압의 기체 상태에서 액 냉매로 응축된 후, 상기 팽창기구(26)를 지나면서, 저온, 저압으로 팽창된다. 이러한 저온, 저압의 기체와 액체의 2상 상태의 냉매는 상기 리시버(25)를 거쳐서 상기 실내기(1a~1n)의 실내 열교환기(12a~12n)로 유입되고, 상기 실내 열교환기(12a~12n)를 통과하는 도중에 기체 상태로 증발되면서 주변의 열을 흡수함으로써, 상기 복수개의 실내기(1a~1n) 각각이 냉방기로서의 기능을 수행하도록 한다. 한편, 상기 실내 열교환기(12a~12n)를 통과한 냉매는 상기 사방밸브(27)를 지나, 상기 어큐뮬레이터(23)로 보내어진 후 상기 압축기(29)로 순환되어 냉방 사이클을 형성하게 된다.
그리고, 멀티형 공기 조화기의 실내기(1a~1n)가 난방 구동되면, 상기 압축기(29)에서 나온 고온, 고압의 냉매는 상기 실내기(1a~1n)의 실내 열교환기(12a~12n)로 보내진다. 상기 실내 열교환기(12a~12n)는 고온, 고압의 기체 냉매가 액체 냉매로 응축되면서 주변으로 냉매의 열을 방열하여 실내기(1a~1n)가 난방기로서의 기능을 수행하도록 한다. 그런 다음, 상기 실내 열교환기(12a~12n)를 지난 액체 냉매는 상기 리시버(25)를 거쳐 상기 팽창 기구(26)를 지나면서 저온, 저압으로 팽창되어 상기 실외 열교환기(22)로 유입되고, 상기 실외 열교환기(22)를 통과하는 냉매는 주변 공기와의 열교환에 의해 기체 상태로 증발되고, 상기 압축기(29)로 순환되어 난방 사이클을 형성하게 된다.
특히 상기 리시버(25)는 공기조화기가 난방 구동인 경우에는 상기 실내열교환기(12a~12n)로부터 액체의 냉매가 제 2 냉매배관(25b)을 통하여 유입되고, 공기조화기의 구동에 필요한 냉매량에 따라 잉여냉매는 리시버 내부에 액체로 저장된 후, 공기조화기 구동에 필요한 냉매가 상기 팽창기구(26)로 제 1 냉매배관(25a)을 통하여 유출된다. 그리고 공기조화기가 냉방 구동인 경우에는 상기 실외열교환기(22)로부터 기체와 액체의 2상 상태의 냉매가 상기 팽창기구(26)를 지나 제 1 냉매배관(25a)을 통하여 유입되고, 공기조화기의 구동에 필요한 냉매량에 따라 잉여냉매는 상기 리시버 탱크(25c)의 내부에 액체로 저장되고, 공기조화기의 구동에 필요한 기체 상태의 냉매와 액체 냉매가 상기 실내 열교환기(12a~12n)로 제 2 냉매배관(25b)을 통하여 유출된다.
한편 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기의 리시버는 난방 운전의 경우에 리시버에 유입되는 냉매 및 유출되는 냉매는 액체 상태이므로 잉여 냉매는 액체 상태로 저장하는 것이 가능하다. 그러나 냉방 운전의 경우에는 리시버에 흡입되는 냉매는 기체와 액체의 2상 상태이고 그 중 잉여냉매가 액체로 저장되고 공기조화기 구동에 필요한 냉매량에 따라 기체 냉매와 액체 냉매가 유출되어야하는데 상기 압축기(29)의 압력에 의하여 리시버 탱크(25c) 내부에 와류가 발생하게 되고 잉여냉매가 기체보다 밀도가 큰 액체 상태이므로 기체 냉매와 함께 유출되므로 저장되어야할 잉여냉매가 공기조화기로 순환하게 되고, 유출되어야할 기체 냉매가 유출되지 못하게 된다. 결국 냉방 운전의 경우에 과다한 냉매가 공기조화기를 순환하게 되어 공기조화기의 소비전력이 증가되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공기조화기가 냉방 구동시에 리시버 탱크 내부로 유입한 기체와 액체의 2상 상태의 냉매에 대하여 공기조화기의 구동에 필요한 냉매만이 유출되고, 리시버 탱크에 저장되어야하는 액체 상태의 잉여 냉매는 이와 함께 유출되지 않도록 하여 공기조화기 내에 적정한 냉매량이 순환하도록 하는 리시버 냉매 순환 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리시버 냉매 순환 장치는 냉매를 저장하는 리시버 탱크와, 상기 리시버 탱크에 각각 연결되어 냉매가 유동하는 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관과, 상기 제 1 냉매배관 또는 제 2 냉매배관에서 상기 리시버 탱크에 연결되어 냉매가 유동하는 추가 유로를 형성하는 보조냉매배관을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 보조냉매배관은 리시버 탱크의 냉매가 공기조화기의 냉방운전 시에 냉매유출배관이 되는 제 2 냉매배관으로 추가로 이동하도록 연결되도록 구성된다.
또한, 상기 보조 냉매배관의 구경은 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관의 구경보다 작은 배관으로 구성된다.
또한, 상기 보조냉매배관과 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관의 구경은 공기조화기의 냉방 운전시 냉매가 유출되는 제 2 냉매배관, 냉매가 유입되는 제 1 냉매배관, 보조냉매배관의 순서로 작아지도록 되도록 구성된다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 리시버 냉매 순환 장치가 난방 운전시에 냉매 순환이 표시된 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 리시버 냉매 순환 장치가 냉방 운전시에 냉매 순환이 표시된 단면도이다.
본 발명에 따른 리시버 냉매 순환 장치는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 리시버(3)는 잉여 액체 냉매를 저장하는 리시버 탱크(33)와, 상기 리시버 탱크(33)로 냉매가 유입되거나 유출되는 제 1 냉매배관(31) 및 제 2 냉매배관(32)으로 연결된다. 상기 제 1 냉매배관(31)은 팽창기(4)와 연결되고, 상기 제 2 냉매배관(32)은 실내기(미도시)와 연결되도록 구성된다.
또한 보조냉매배관(35)은 상기 제 2 연결배관(32)의 일측과 상기 리시버 탱크(33) 내부를 연결한다.
여기서 상기 제 1 연결배관(31) 및 제 2 연결배관(32) 및 보조냉매배관(35)의 구경은 제 1 연결배관(31)의 구경을 기준으로 제 2 연결배관(32)의 구경은 제 1 연결배관(31)의 구경보다 큰 배관으로 하고, 보조냉매배관(35)의 구경은 제 1 연결배관(31)의 구경보다 작은 배관으로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
상기 도 3과 같이 멀티형 공기조화기가 난방 구동하면, 압축기(미도시)에서 압축된 고온, 고압의 기체 냉매가 실내기(미도시)에서 액체 냉매로 응축되면서 주변으로 냉매의 열을 방열하여 난방기로서의 기능을 수행한다. 그런 다음, 상기 실내기를 지난 액체 냉매는 리시버(3)로 유입되고, 상기 리시버를 거쳐 유출된 액체 냉매는 팽창기(4)를 지나면서 저온, 저압으로 팽창되고 실외열교환기(미도시)를 거쳐 상기 압축기로 순환한다.
여기서 상기 리시버(3)로 유입되는 액체의 냉매는 대부분이 상기 제 2 냉매배관(32)을 통하여 유입되고, 또한 일부의 액체 냉매는 보조냉매배관(35)을 통해서도 상기 리시버 탱크(33)로 유입된다. 그리고 유입된 냉매 중 공기조화기의 구동에 따라 잉여의 액체의 냉매는 상기 리시버 탱크(33)에 저장되고, 필요한 냉매는 액체 상태로 제 1 냉매배관(31)을 통하여 상기 팽창기(4)로 유출한다. 따라서 유입되는 냉매 및 유출되는 냉매는 액체 상태이므로 잉여 냉매는 액체 상태로 저장하는 것이 가능하다.
그리고 상기 제 2 냉매배관(32)의 구경이 상기 제 1 냉매배관(31)의 구경보다 클뿐더러 보조냉매배관(35)으로도 냉매가 유입되지만, 유입되는 냉매는 상기 제 2 냉매배관(32) 및 보조냉매배관(35)을 통하여 포화 상태로 유입되지 않기 때문에 구경의 크기가 줄어듦에도 불구하고 제 1 냉매배관(31)을 통하여 공기조화기의 구동에 필요한 냉매는 충분히 유출할 수 있다.
여기서 본 발명에 따른 리시버 냉매 조절 장치가 구비된 멀티형 공기조화기가 종래 기술에 따른 멀티형 공기조화기와 동일한 냉매량이 필요한 경우라면, 상기 제 1 냉매배관(31)은 종래 기술에 따른 공기조화기의 리시버의 제 1 냉매배관(31) 및 제 2 냉매배관(32)과 동일한 배관을 사용하고, 여기에 대하여 제 2 냉매배관(32) 및 보조냉매배관(35)을 제 1 냉매배관(31)의 구경에 맞추어 선택하여 사용하는 것이 리시버에서의 유입 및 유출되는 냉매량에 대응되어 바람직하다
한편 상기 도 4과 같이 멀티형 공기조화기가 냉방 구동하면, 압축기(미도시)에서 압축된 고온, 고압의 기체 냉매가 실외열교환기(미도시)에서 액체 냉매로 응축되고, 팽창 기구(4)를 지나면서 저온, 저압으로 팽창된 기체 및 액체의 2상 상태의 냉매는 상기 리시버(3)로 유입된다. 상기 리시버(3)를 거쳐 유출된 2상 상태의 냉매는 상기 실내기의 실내열교환기(미도시)에서 기체상태로 증발되면서 주변의 열을 흡수함으로서 실내기는 냉방기로서의 기능을 수행한다. 그리고 상기 실내기를 통과한 냉매는 상기 압축기로 순환된다.
여기서 상기 리시버(3)로 유입되는 기체 및 액체의 2상 상태의 냉매는 상기 제 1 냉매배관(31)을 통하여 상기 리시버 탱크(33)로 유입된다. 그리고 유입된 냉매 중 공기조화기의 구동에 필요한 냉매량에 따라 잉여의 액체의 냉매는 상기 리시버 탱크(33)에 저장되고, 공기조화기의 구동에 필요한 냉매는 기체 및 액체 상태로 상기 제 2 냉매배관(32)과 보조냉매배관(35)을 통하여 실내기(미도시)로 유출한다.
이 때 상기 리시버 탱크(33)의 내부에서는 와류현상 발생하게 되고 2상 상태의 냉매는 밀도차이에 의하여 공기조화기의 구동에 필요한 냉매량이 유출될 때 상기 제 2 냉매배관(32)과 보조냉매배관(35)을 통하여 양쪽으로 유출된다. 실내기 측에서 냉매를 흡입하는 압력에 의하여 상기 리시버 탱크(33)의 냉매를 흡입하는데 이 때에 밀도가 큰 액체가 먼저 유출된다. 이 때에는 리시버 탱크(33)의 내부에 저장되어 있던 액체 상태의 냉매가 상기 보조냉매배관(35)을 통하여 주로 유출되고, 또한 리시버 탱크(33)의 내부로 유입된 기체의 냉매도 상기 제 2 냉매배관(32)을 통하여 유출된다. 즉 밀도가 작은 기체 냉매는 상기 제 2 냉매배관(32)을 통하여 주로 유출되고, 밀도가 큰 액체 냉매는 상기 보조냉매배관(35)을 통하여 유출된다. 따라서 유입되는 냉매는 2상 상태이고 유출되는 냉매는 액체 상태이더라도 잉여 냉매는 액체 상태로 저장하고, 공기조화기의 구동에 필요한 냉매는 2상 상태로 유출된다.
그리고 상기 제 2 냉매배관(32)의 구경은 상기 제 1 냉매배관(31)의 구경보다 크게 구성되어 제 2 냉매배관(32)을 통하여 기체 상태의 냉매가 충분히 유출된다. 또한 상기 보조냉매배관(35)은 제 1 냉매배관(31)의 구경보다 작게 구성되어 있어 상기 리시버 탱크(33)에 보조냉매배관(35)의 구비에도 불구하고 과다한 냉매가 유출되지 않는다.
이상과 같이 본 발명에 의한 리시버 냉매 순환 장치를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예와 도면에 한정되지 않고, 그 당업자의 기술적 사상 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 냉매를 저장하는 리시버 탱크와, 상기 리시버 탱크에 각각 연결되어 냉매가 유동하는 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관과, 상기 제 1 냉매배관 또는 제 2 냉매배관에서 상기 리시버 탱크에 연결되어 냉매가 유동하는 추가 유로를 형성하는 보조냉매배관을 포함하는 리시버 냉매 순환 장치는, 냉방 운전의 경우에 리시버에 흡입되는 냉매가 기체와 액체의 2상 상태로 유입되어 잉여냉매는 액체로 저장되고, 공기조화기의 구동에 필요한 냉매량에 따라 기체 및 액체 상태의 냉매상태로 유출될 때 리시버 탱크 내부에 생기는 와류에도 불구하고 기체 냉매는 상기 제 2 냉매배관을 통하여 유출되고, 유출되어야할 액체 냉매는 기체 냉매보다 밀도가 크기 때문에 대부분 별도로 구비된 상기 보조냉매배관을 통하여 유출되도록 유도된다. 따라서 종래 기술에 따른 리시버에서와 같이 액체 상태인 냉매가 냉매유출배관을 통하여 기체 냉매와 함께 유출되는 경우에는 밀도차이에 의하여 액체 상태의 냉매가 기체 상태의 냉매보다 먼저 유출되어 기체 상태의 냉매가 유출되는 것을 방해하였고, 저장되어야할 액체의 잉여냉매까지 기체상태의 냉매와 함께 유출되는 현상을 크게 줄일 수 있으므로 과다한 냉매가 순환하지 않도록 하여 공기조화기의 소비전력을 감소하는 이점이 있다.
또한 상기 보조냉매배관과 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관의 구경은 상기 보조냉매배관이 가장 작고, 특히 공기조화기의 냉방 운전시 냉매가 유출되는 제 1 냉매배관, 냉매가 유입되는 제 2 냉매배관, 보조냉매배관의 순서로 작아지도록 구성되어, 냉방 운전시에 제 1 냉매배관을 통하여 유입되는 기체와 액체 2상 상태의 냉매에 대하여 주로 기체 상태의 냉매가 유출되는 제 2 냉매배관의 구경을 가장 크게 함으로서 제 2 냉매배관에서 유출되는 냉매에서 밀도가 작은 기체 냉매의 비율을 높일 수 있고, 공기조화기의 구동에 필요한 액체 냉매는 밀도가 크기 때문에 구경이 가장 작은 보조냉매배관을 이용하여도 충분히 보충되므로 적정한 냉매가 순환할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 리시버가 구비된 멀티형 공기조화기의 냉난방 운전시 사이클 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 리시버가 도시된 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 리시버 냉매 순환 장치가 도시된 단면도로서 난방 운전시에 냉매 순환이 표시된 상태도,
도 4는 본 발명에 따른 리시버 냉매 순환 장치가 도시된 단면도로서 냉방 운전시에 냉매 순환이 표시된 상태도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
3 : 리시버 4 : 팽창기
31 : 제 1 냉매배관 32 : 제 2 냉매배관
33 : 리시버 탱크 35 : 보조냉매배관

Claims (4)

  1. 냉매를 저장하는 리시버 탱크와, 상기 리시버 탱크에 각각 연결되어 냉매가 유동하는 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관과, 상기 제 1 냉매배관 또는 제 2 냉매배관에서 상기 리시버 탱크에 연결되어 냉매가 유동하는 추가 유로를 형성하는 보조냉매배관을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 리시버 냉매 순환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조냉매배관은 리시버 탱크의 냉매가 공기조화기의 냉방운전 시에 냉매유출배관이 되는 제 2 냉매배관으로 추가로 이동하도록 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 리시버 냉매 순환 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 보조 냉매배관의 구경은 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관의 구경보다 작은 배관으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 리시버 냉매 순환 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보조냉매배관과 제 1 냉매배관 및 제 2 냉매배관의 구경은 공기조화기의 냉방 운전시 냉매가 유출되는 제 2 냉매배관, 냉매가 유입되는 제 1 냉매배관, 보조냉매배관의 순서로 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 리시버 냉매 순환 장치.
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