KR20050118830A - 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉매를 고온고압의 가스로 변환하는 압축기와, 상기 압축기에서 생성된 고온고압의 가스를 팬에 의해 유입되는 공기와 열교환하여 액화하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 열교환이 용이하도록 저온저압으로 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에 의해 팽창 또는 수축된 냉매를 팬에 의해 유입되는 공기와 열교환하여 냉기를 생성하는 열교환기로 이루어지는 냉매사이클을 포함하는 공기조화기로서, 상기 냉매사이클을 연결하는 다수의 냉매배관; 및 상기 팽창밸브에서 배출되는 냉매의 저온에 의해 상기 압축기에서 발생하는 열을 냉각시키도록 상기 냉매배관들 중 상기 팽창밸브 및 열교환기를 연결하는 배관과 상기 압축기의 외주면을 순환하는 압축기 냉각사이클을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기에 관한 것이다.
일반적인 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(compressor; 10), 응축기(condenser; 20), 팽창밸브(expansion valve; 30), 열교환기(evaporator; 40) 등으로 구성된다.
상기 압축기(10)에서 배출되는 냉매는 응축기(20), 팽창밸브(30), 열교환기(40)를 거쳐 다시 압축기(10)로 유입되는 순환구조이며, 상기 구성요소들은 서로 배관으로 연결되어 있다. 분리형 공기조화기의 경우는 상기 압축기(10), 응축기(20) 및 팽창밸브(30)는 실외기에 구비되고, 열교환기(40)는 실외기에 구비된다.
구체적으로, 압축기(10)는 냉매를 고온 고압의 가스로 변환하는 장치이고, 응축기(20)는 고온고압의 가스를 팬(80)에 의해 유입되는 공기와 열교환하여 액화하는 장치이며, 팽창밸브(30)는 열교환이 용이하도록 저온 저압으로 냉매를 분무상태로 팽창시키는 장치이고, 열교환기(40)는 팬(70)에 의해 유입되는 공기와 열교환하여 냉기를 생성하는 장치이다.
하지만, 종래의 공기조화기는 압축기에서 발생하는 열로 인해 압축기의 성능이 감소하므로서, 공기조화기의 냉방효율에 영향을 미치는 단점이 있었고, 특히 열대지방에서는 냉방효율을 극감시키는 정도가 심하였지만, 이를 해결하기 위한 별 다른 방안이 없었던 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 압축기에서 발생하는 열을 저하시켜 냉방효율을 상승시킬 수 있는 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 냉매를 고온고압의 가스로 변환하는 압축기와, 상기 압축기에서 생성된 고온고압의 가스를 팬에 의해 유입되는 공기와 열교환하여 액화하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 열교환이 용이하도록 저온저압으로 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에 의해 팽창 또는 수축된 냉매를 팬에 의해 유입되는 공기와 열교환하여 냉기를 생성하는 열교환기로 이루어지는 냉매사이클을 포함하는 공기조화기로서, 상기 냉매사이클을 연결하는 다수의 냉매배관; 및 상기 팽창밸브에서 배출되는 냉매의 저온에 의해 상기 압축기에서 발생하는 열을 냉각시키도록 상기 냉매배관들 중 상기 팽창밸브 및 열교환기를 연결하는 배관과 상기 압축기의 외주면을 순환하는 압축기 냉각사이클을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기를 제공한다.
상기 압축기 냉각사이클은, 냉각제의 인입구 및 인출구를 가지고 상기 압축기의 외주면을 감싸도록 형성되는 열교환부재와, 상기 팽창밸브와 열교환기를 연결하는 배관에 흐르는 냉매의 진행방향과 대항하는 방향으로 냉각제가 진행하도록 상기 팽창밸브와 열교환기를 연결하는 배관의 외주면을 감싸는 대항류관과, 상기 열교환부재에 냉각제가 지속적으로 인입 또는 인출되도록 상기 열교환부재의 인입구 또는 인출구와 상기 대항류관에 배관으로 연결되는 펌프로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 열교환부재의 인입구와 인출구는 다수로 굴곡된 모세배관으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기에 관한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기를 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기에서 압축기 냉각사이클에 구비되는 열교환부재의 실시예를 도시한 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기에서 압축기 냉각사이클에 구비되는 대항류관의 실시예를 도시한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기는 냉매사이클(1)과, 냉매사이클(1)을 연결하는 냉매배관(90,91,92,93)과, 압축기 냉각사이클(2)을 포함한다.
먼저, 냉매사이클(1)은 냉매를 고온고압의 가스로 변환하는 압축기(10)와, 압축기(10)에서 생성된 고온고압의 가스를 팬(80)에 의해 유입되는 공기와 열교환하여 액화하는 응축기(20)와, 응축기(20)에서 응축된 냉매를 열교환이 용이하도록 저온저압으로 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(30)와, 팽창밸브(30)에 의해 팽창 또는 수축된 냉매를 팬(70)에 의해 유입되는 공기와 열교환하여 냉기를 생성하는 열교환기(40)로 이루어진다.
그리고 냉매배관(90,91,92,93)은 압축기(10)와 응축기(20)를 연결하는 제 1냉매배관(90)과, 응축기(20)와 팽창밸브(30)를 연결하는 제 2냉매배관(91)과, 팽창밸브(30)와 열교환기(40)를 연결하는 제 3냉매배관(92)과, 열교환기(40)와 압축기(10)를 연결하는 제 4냉매배관(93)으로 이루어진다.
여기서 본 발명과 밀접한 관련이 있는 제 3냉매배관(92)에는 팽창밸브(30)에서 배출되는 저온의 냉매가 흐르게 된다.
한편, 압축기 냉각사이클(2)은 팽창밸브(30)에서 배출되는 냉매의 저온에 의해 압축기(10)에서 발생하는 열을 냉각시키도록 냉매배관들(90,91,92,93) 중 팽창밸브(30) 및 열교환기(40)를 연결하는 제 3냉매배관(92)과 압축기(10)의 외주면을 순환하는 것이다.
도 2에서, 이 압축기 냉각사이클(2)은 열교환부재(100), 대항류관(110), 펌프(140) 등으로 이루어진다.
먼저, 상기 열교환부재(100)는 냉각제의 인입구(111) 및 인출구(113)를 가지고 압축기(10)의 외주면을 감싸도록 형성된다. 여기서, 냉각제는 물인 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 열교환부재(100)는 일측에 인입구(111)가 형성되고 그에 대향하는 타측에 인출구(113)가 형성되는데, 인입구(111)와 인출구(113)는 다수로 굴곡된 모세배관(115)으로 연결된다.
이는 압축기(10) 자체에서 발생하는 열과 모세배관(115)을 흐르는 냉각제 간의 열교환율을 높이기 위해서 설계된 것이다.
상기 열교환부재(100)를 압축기(10)의 외주면에 감싸기 위해서는 그 재질이 내열성 연성재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 모세배관(115) 역시 그와 유사한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 열교환부재(100)를 압축기(10)의 외주면에 고정시키기 위해 벨크로 형식의 밴드(116)를 가진다. 하지만, 상기 벨크로 형식의 밴드(116) 외에도 열교환부재(100)를 압축기(10)의 외주면에 고정시킬 수 있는 방식이라면 고리 또는 끈과 같은 기타 다른 방법들도 사용해도 무방하다.
대항류관(110)은 도 4에 도시된 바와 같이, 인입구(112)에서 유출구(114)로 진행하는 냉각제가 팽창밸브(30)와 열교환기(40)를 연결하는 제 3냉매배관(92)에 흐르는 냉매의 진행방향과 대항하는 방향으로 진행하도록 팽창밸브(30)와 열교환기(40)를 연결하는 제 3냉매배관(92)의 외주면을 감싼다.
이렇게 제 3냉매배관(92)에 흐르는 냉매의 진행방향과 대항하는 방향으로 냉각제를 진행시키게 되면, 제 3냉매배관(92)에 흐르는 냉매와 차가운 냉각제 간의 열교환율을 더 높일 수 있게 된다.
펌프(140)는 열교환부재(100)에 냉각제가 지속적으로 인입 또는 인출되도록 열교환부재(100)의 인입구(111) 또는 인출구(113)와 대항류관(110)에 배관(120,130)으로 연결된다.
실시예에서는, 펌프(140)가 제 2배관(130) 상에 구비되지만 제 1배관(120) 상에 구비되어도 무방하다.
본 발명에 따른 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기의 동작은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 압축기(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 열교환기(40)로 이루어진 냉매사이클(1)이 가동을 시작하게 되면, 압축기(10)에서는 열이 발생하게 되고, 상기 팽창밸브(30)와 열교환기(40)를 연결하는 제 3냉매배관(92)에는 지속적으로 저온의 냉매가 흐르게 된다.
이 냉매사이클(1)의 가동과 동시에 압축기 냉각사이클(2)이 동작하게 되는데, 이 압축기 냉각사이클(2)은 열교환부재(100)에 수용된 모세배관(115)의 냉각제와 상기 압축기(10)의 표면 간에 열교환이 이루어지게 되면, 모세배관(115)을 흐르는 냉각제는 뜨거워지고, 이 뜨거워진 냉각제는 펌프(140)의 가동으로 제 1배관(120)을 통해 대항류관(110)으로 이송된다.
그리고 대항류관(110)으로 이송된 냉각제는 제 3냉매배관(92)을 흐르는 냉매의 진행방향과 역방향으로 진행하면서 열교환되면서 차가워지고, 이 차가워진 냉각제는 펌프(140)의 가압으로 제 2배관(130)을 통해 다시 열교환부재(100)로 유입된다.
상기 압축기 냉각사이클(2)의 냉각제는 상기와 같은 원리로 열교환부재(100)와 대항류관(110)을 오가며 지속적으로 순환하게 된다.
이와 같이, 압축기 냉각사이클(2)에 의해 압축기(10)에서 발생하는 열을 낮추게 되므로서, 압축기(10)에 발생하는 부하를 줄일 수 있기 때문에, 자연스럽게 압축기(10)의 성능을 향상시킬 수가 있고, 이렇게 압축기(10)의 성능이 향상되게 되면, 공기조화기의 냉방성능도 향상시킬 수가 있다.
본 발명에 따른 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기는, 상기 팽창밸브 및 열교환기를 연결하는 배관과 상기 압축기의 외주면을 순환하는 압축기 냉각사이클을 구비하므로서, 압축기에서 발생하는 열을 저하시키기 때문에, 종래에 비해 압축기에 가해지는 부하를 줄여 그 성능을 증가시킬 수가 있고, 압축기의 성능 증가로 인해 공기조화기의 냉방효율이 향상되는 우수한 효과가 있다.
부가적으로, 압축기 냉각사이클의 열교환부재로 압축기를 감싸므로서, 압축기에서 발생하는 소음을 어느 정도 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 공기조화기를 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기를 도시한 구성도이고,
도 3은 본 발명에 따른 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기에서 압축기 냉각사이클에 구비되는 열교환부재의 실시예를 도시한 구성도이며,
도 4는 본 발명에 따른 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기에서 압축기 냉각사이클에 구비되는 대항류관의 실시예를 도시한 구성도이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
1; 냉매사이클 2; 압축기 냉각사이클
10; 압축기 20; 응축기
30; 팽창밸브 40; 열교환기
70; 열교환기 팬 80; 응축기 팬
90; 제 1냉매배관 91; 제 2냉매배관
92; 제 3냉매배관 93; 제 4냉매배관
100; 열교환부재 110; 대항류관
111,112; 인입구 113,114; 인출구
115; 모세배관 116; 벨크로밴드
120; 제 1배관 130; 제 2배관
140; 펌프
Claims (3)
- 냉매를 고온고압의 가스로 변환하는 압축기와, 상기 압축기에서 생성된 고온고압의 가스를 팬에 의해 유입되는 공기와 열교환하여 액화하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 열교환이 용이하도록 저온저압으로 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에 의해 팽창 또는 수축된 냉매를 팬에 의해 유입되는 공기와 열교환하여 냉기를 생성하는 열교환기로 이루어지는 냉매사이클을 포함하는 공기조화기로서,상기 냉매사이클을 연결하는 다수의 냉매배관; 및상기 팽창밸브에서 배출되는 냉매의 저온에 의해 상기 압축기에서 발생하는 열을 냉각시키도록 상기 냉매배관들 중 상기 팽창밸브 및 열교환기를 연결하는 배관과 상기 압축기의 외주면을 순환하는 압축기 냉각사이클을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기.
- 제 1항에 있어서, 상기 압축기 냉각사이클은, 냉각제의 인입구 및 인출구를 가지고 상기 압축기의 외주면을 감싸도록 형성되는 열교환부재와, 상기 팽창밸브와 열교환기를 연결하는 배관에 흐르는 냉매의 진행방향과 대항하는 방향으로 냉각제가 진행하도록 상기 팽창밸브와 열교환기를 연결하는 배관의 외주면을 감싸는 대항류관과, 상기 열교환부재에 냉각제가 지속적으로 인입 또는 인출되도록 상기 열교환부재의 인입구 또는 인출구와 상기 대항류관에 배관으로 연결되는 펌프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 열교환부재의 인입구와 인출구는 다수로 굴곡된 모세배관으로 연결되는 것을 특징으로 하는 압축기의 냉각 기능을 가지는 공기조화기.
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