KR20060017395A - 유니터리 에어콘의 열교환기 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유니터리 에어콘의 열교환기 구조에 관한 것으로, 본 발명은 건물의 외부에 고정 설치하는 실외기와, 실외기에 연결하여 상기한 건물의 지하실이나 별채 등에 고정 설치하는 냉온풍기와, 냉온풍기에서 만들어지는 냉풍 또는 온풍을 건물의 내부로 공급하도록 상기 냉온풍기의 급기구와 배기구에 각각 연결하여 상기한 건물의 각 층 벽채에 분리 매설하는 급기덕트 및 배기덕트를 포함한 유니터리 에어콘에 있어서, 실외기 케이스의 내부에서 설치하고 압축기의 토출관에 연결하여 그 압축기 토출되는 냉매를 분배하는 입구측 헤더와, 입구측 헤더와 일정 간격을 두고 상기 실외기 케이스의 내부에 설치하여 모인 냉매를 냉온풍기의 열교환기로 순환시키는 출구측 헤더와, 양쪽 헤더 사이에 연통 결합하여 냉매를 열교환시키는 다수 개의 플랫튜브를 포함함으로써, 실외기의 성능을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 소형화를 이룰 수 있고 실외기의 폐시기 열교환기의 재활용 비율을 높여 환경 친화적 요소를 향상시킬 수 있다.

Description

유니터리 에어콘의 열교환기 구조{HEAT CHANGER STRUCTURE FOR UNITARY AIRCONDITIONER}

도 1은 히트펌프형 냉동사이클을 이용한 종래 유니터리 공기조화장치의 일례를 보인 모식도,

도 2는 종래 유니터리 에어콘의 실외기 내부를 보인 사시도,

도 3은 종래 유니터리 에어콘의 실외측 열교환기를 보인 사시도,

도 4는 본 발명 유니터리 에어콘의 실외측 열교환기를 보인 사시도,

도 5는 본 발명 유니터리 에어콘의 실외측 열교환기를 보인 종단면도.

**도면의 주요부분에 대한 설명**

110 : 입구측 헤더 120 : 출구측 헤더

130 : 플랫튜브 131 : 냉매유로

140 : 냉각핀

본 발명은 유니터리 에어콘에 관한 것으로, 특히 열교환기를 마이크로채널 타입으로 제작하여 열교환성능을 높이고 소형화를 이룰 수 있는 유니터리 에어콘의 열교환기 구조에 관한 것이다.

일반적으로 유니터리 에어콘(Unitary Air condition System)은 공장, 사무실, 호텔, 가정 등의 지하실에 구비하는 냉난방 기구를 이용하여 한 곳에서 냉풍 또는 온풍을 만들고, 이를 건물내 벽체 등에 구비한 덕트(duct)를 통해 개별 공간으로 이송하여 공급하는 중앙집중식 냉난방 시스템의 일종이다.

유니터리 에어콘은 냉난방이 필요한 영역과 필요하지 않은 영역을 구분하여 개별 영역마다 냉풍 또는 온풍을 독립적으로 공급할 수 있도록 대개 덕트의 중간에 영역제어기(zone controller)를 설치하거나, 또는 영역의 개수에 따라 복수 개의 냉난방 기구를 독립적으로 설치하고 있다.

도 1은 히트펌프형 냉동사이클을 이용한 종래 유니터리 공기조화장치의 일례를 보인 모식도이고,

이에 도시한 바와 같이 종래 유니터리 공기조화장치는, 건물(도면에선 2층 주택)의 외부에 고정 설치하는 한 개의 실외기(10)와, 실외기(10)의 실외측 열교환기(12)와 냉매관으로 연결하여 상기한 건물의 지하실이나 별채 등에 고정 설치하는 냉온풍기(20)와, 냉온풍기(20)의 급기구와 배기구에 각각 연결하여 상기한 건물의 각 층 벽채에 분리 매설하는 급기덕트(30) 및 배기덕트(40)와, 급기덕트(30)와 배기덕트(40)의 중간에 설치하여 각 층으로의 급기 및 배기를 구분하는 영역조절기(51~54)를 포함하고 있다.

실외기(10)는 도 2에서와 같이 케이스의 내부에 설치하여 냉매가스를 압축하는 한 개 이상의 압축기(11)와, 압축기(11)에 냉매관으로 연결하여 냉매가스를 응 축(냉방운전시)하거나 잠열을 흡수(난방운전시)하는 실외측 열교환기(12)와, 냉매가스의 압력을 감압팽창하는 팽창기구(미도시)와, 외부의 공기를 실외측 열교환기(12)로 공급하여 그 열교환기(12)의 열교환성능을 높이는 실외팬(13)으로 이루어져 있다.

실외측 열교환기(12)는 도 3에서와 같이 냉매가 유동하도록 수 회 절첩하는 전열관(12a) 및 그 전열관(12a)의 외주면에 삽입하여 열교환면적을 이루도록 전열핀(12b)으로 된 핀앤튜브형(fin and tube type) 열교환기로 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호인 14는 어큐뮬레이터이다.

상기와 같은 종래 히트펌프형 유니터리 에어콘은 다음과 같이 동작한다.

즉, 2층 주택의 경우 각 층(해당 영역)(Z1,Z2)의 부하를 검출하여 그 부하가 설정값 이상이면 각각의 급기덕트(30)를 통해 냉풍 또는 온풍을 동시에 공급하는 반면 그 중 어느 한 쪽 영역만이 설정값 이상이면 해당 영역(Z1,Z2)의 급기덕트(30)를 통해 냉풍 또는 온풍을 구분하여 공급한다.

여기서, 실외기(10)는 냉방운전시 압축기(11)가 냉매를 흡입 압축한 후 응축기인 실외측 열교환기(12)로 토출하고, 실외측 열교환기(12)로 유입되는 가스냉매를 외부의 공기와 열교환시킨 후 팽창기구를 통해 증발기인 실내열교환기(미도시)로 이동시킨다. 이때, 압축기(11)에서 토출되는 냉매는 고온고압의 가스상태로 토출되었다가 실외측 열교환기(12)를 거치면서 외부의 공기와 열교환하여 고온고압의 액체상태로 응축되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 유니터리 에어콘의 열교환기에 있어서는, 전열관 (12a)의 외주면에 다수 개의 전열핀(12b)을 삽입한 소위 '핀 앤 튜브'타입으로 형성함에 따라 제조 비용 대비 열교환 효율이 낮고 이로 인해 실외기의 성능이 낮은 문제점이 있었다. 또, 열교환 효율이 낮아 다량의 냉매를 사용하여야 할뿐만 아니라 열교환기의 폐기시 재사용을 위한 해체 비용이 과다하여 재활용 비율이 낮음에 따라 환경 측면에서도 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 유니터리 에어콘의 열교환기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 열교환 효율을 높여 실외기의 성능을 높일 수 있을 뿐만 아니라 냉매의 사용량을 낮출 수 있고 재활용 비율을 높여 친환경적인 유니터리 에어콘의 열교환기를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 건물의 외부에 고정 설치하는 실외기와, 실외기에 연결하여 상기한 건물의 지하실이나 별채 등에 고정 설치하는 냉온풍기와, 냉온풍기에서 만들어지는 냉풍 또는 온풍을 건물의 내부로 공급하도록 상기 냉온풍기의 급기구와 배기구에 각각 연결하여 상기한 건물의 각 층 벽채에 분리 매설하는 급기덕트 및 배기덕트를 포함한 유니터리 에어콘에 있어서, 실외기 케이스의 내부에서 설치하고 압축기의 토출관에 연결하여 그 압축기 토출되는 냉매를 분배하는 입구측 헤더와, 입구측 헤더와 일정 간격을 두고 상기 실외기 케이스의 내부에 설치하여 모인 냉매를 냉온풍기의 열교환기로 순환시키는 출구측 헤더와, 양쪽 헤더 사이에 연통 결합하여 냉매를 열교환시키는 다수 개의 플랫튜브를 포함한 것을 특징으로 하는 유니터리 에어콘의 열교환기 구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 유니터리 에어콘의 열교환기 구조를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 유니터리 에어콘의 실외측 열교환기를 보인 사시도이고, 도 5는 본 발명 유니터리 에어콘의 실외측 열교환기를 보인 종단면도이다.

도 2를 참조하면 본 발명에 의한 유니터리 에어콘의 실외기는, 케이스의 내부에 설치하여 냉매가스를 압축하는 한 개 이상의 압축기(11)와, 압축기(11)에 연결하여 냉매가스를 응축(냉방운전시)하거나 잠열을 흡수(난방운전시)하는 실외측 열교환기(100)와, 냉매가스의 압력을 감압팽창하는 팽창기구(미도시)와, 외부의 공기를 실외측 열교환기(100)로 공급하여 그 실외측 열교환기(100)의 열교환성능을 높이는 실외팬(3)을 포함한다.

실외측 열교환기(100)는 압축기(11)의 토출관에 연결하여 그 압축기 토출되는 냉매를 분배하는 입구측 헤더(110)와, 입구측 헤더(110)와 일정 간격을 두고 설치하여 모인 냉매를 냉온풍기의 열교환기로 순환시키는 출구측 헤더(120)와, 양쪽 헤더(110)(120) 사이에 연통 결합하여 냉매를 열교환시키는 다수 개의 플랫튜브(130)와, 플랫튜브(130) 사이에 접촉 결합하여 공기와의 접촉면적을 확대하도록 냉각핀(140)으로 이루어진다.

입구측 헤더(110)와 출구측 헤더(120)는 상기 실외측 열교환기(100)를 평면투영시 디귿자 모양으로 형성함에 따라 상기한 양쪽 헤더(110)(120)를 양 측면 끝단에 수직 방향으로 세워 배치하는 것이 바람직하다.

플랫튜브(130)는 양쪽 헤더(110)(120) 사이에 등간격으로 배치하되 그 내부에는 수평방향으로 수 개의 냉매유로(131)를 형성한다. 또, 플랫튜브(130)는 상기 실외측 열교환기(100)가 평면투영시 디귿자 형상으로 형성됨에 따라 그 중간을 상기한 냉각핀(140)과 함께 평면투영시 디귿자 형상으로 꺾어 형성한다.

냉각핀(140)은 긴 직사각형 모양의 얇은 판을 파형 모양으로 다수 회 굽혀 그 변곡점 부위를 상기한 플랫튜브(130)의 양측 대응면에 접합하여 결합한다.

여기서, 양쪽 헤더(110)(120)와 플랫튜브(130) 그리고 냉각핀(140)은 실외기의 폐기시 재사용할 수 있도록 동일한 재질, 예컨대 알루미늄 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 111은 냉매입구, 121은 냉매출구이다.

상기와 같은 본 발명 유니터리 에어콘의 열교환기 구조는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

즉, 압축기(11)에 전원이 인가되어 기동하면 그 압축기(11)의 압축기구부가 냉매를 흡입 압축하여 응축기인 실외측 열교환기(100)로 토출하고, 그 실외측 열교환기(100)에서 응축된 냉매는 팽창기구(미도시)를 통과하면서 감압 팽창되었다가 증발기인 냉온풍기의 실내측 열교환기로 유입되어 증발된 후 다시 압축기(11)로 흡입되는 일련의 과정을 반복한다.

여기서, 실외측 열교환기(100)는 도 4 및 도 5에서와 같이 양쪽 헤더(110)(120) 사이에 각각 수 개씩의 냉매유로(131)를 가진 플랫튜브(130)를 연통 설 치하고 그 플랫튜브(130) 사이에 파형의 냉각핀(140)을 접합한 소위 "마이크로채널' 타입의 고효율 열교환기를 설치함으로써 유니터리 에어콘의 실외기의 성능을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 동일 성능 대비 열교환기의 체적와 무게를 줄여 실외기를 소형화할 수 있다. 또 실외측 열교환기(100) 전체를 알루미늄과 같은 재질로 성형함으로써 실외기의 폐시기 열교환기의 해체를 용이하게 할뿐만 아니라 재활용 비율을 높여 환경 친화적 요소를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의한 유니터리 에어콘의 열교환기 구조는, 냉매를 분배하고 모으는 양쪽 헤더 사이에 직각방향으로 각각 수 개씩의 냉매유로를 갖는 플랫튜브를 연통 설치하고 그 플랫튜브 사이를 얇은 파형 냉각핀으로 접합하여 구성함으로써, 실외기의 성능을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 소형화를 이룰 수 있고 실외기의 폐시기 열교환기의 재활용 비율을 높여 환경 친화적 요소를 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 건물의 외부에 고정 설치하는 실외기와, 실외기에 연결하여 상기한 건물의 지하실이나 별채 등에 고정 설치하는 냉온풍기와, 냉온풍기에서 만들어지는 냉풍 또는 온풍을 건물의 내부로 공급하도록 상기 냉온풍기의 급기구와 배기구에 각각 연결하여 상기한 건물의 각 층 벽채에 분리 매설하는 급기덕트 및 배기덕트를 포함한 유니터리 에어콘에 있어서,

   실외기 케이스의 내부에서 설치하고 압축기의 토출관에 연결하여 그 압축기 토출되는 냉매를 분배하는 입구측 헤더와, 입구측 헤더와 일정 간격을 두고 상기 실외기 케이스의 내부에 설치하여 모인 냉매를 냉온풍기의 열교환기로 순환시키는 출구측 헤더와, 양쪽 헤더 사이에 연통 결합하여 냉매를 열교환시키는 다수 개의 플랫튜브를 포함한 것을 특징으로 하는 유니터리 에어콘의 열교환기 구조.
2. 제1항에 있어서,

   플랫튜브 사이에 접촉 결합하여 공기와의 접촉면적을 확대하도록 냉각핀을 더 포함한 것을 특징으로 하는 유니터리 에어콘의 열교환기 구조.
3. 제2항에 있어서,

   냉각핀은 긴 직사각형 모양의 얇은 판을 파형 모양으로 다수 회 굽혀 그 변곡점 부위를 상기한 플랫튜브의 양측 대응면에 접합 결합하는 것을 특징으로 하는 유니터리 에어콘의 열교환기 구조.
4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,

   양쪽 헤더와 플랫튜브 그리고 냉각핀은 알루미늄 재질로 형성하는 것을 특징으로 하는 유니터리 에어콘의 열교환기 구조.

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