KR20060039340A - 히트펌프의 실외열교환기 리턴회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 냉매가 흐르면서 열교환되도록 냉매관을 구비한 열교환기, 상기 열교환기의 냉매관의 입구에 연결되어 냉매를 순환시키는 냉매유입관, 상기 열교환기와 상기 냉매유입관 사이에 구비되어 냉매를 팽창시키면서 온도와 압력이 급격히 떨어지도록 하는 캐필러리와, 상기 열교환기의 냉매관의 출구에 연결되어 압축기로 냉매를 순환시키는 냉매유출관을 포함하는 히트펌프의 실외열교환기에 있어서, 상기 캐필러리와 상기 열교환기 사이에 소통가능하게 설계되어 냉매가 임시 저장되는 냉매저장탱크, 상기 냉매저장탱크와 상기 냉매유입관을 연결하는 바이패스관, 및 상기 바이패스관에 설치되어 상기 바이패스관을 개폐하는 체크밸브로 구성되어 상기 캐필러리를 통과하면서 팽창되어 냉각된 냉매의 일부를 상기 바이패스관을 통해 리턴시켜 상기 냉매유입관으로 재유입되도록 한 것을 특징으로 한다.

히트펌프, 압축기, 열교환기, 캐필러리, 냉매관

Description

히트펌프의 실외열교환기 리턴회로{Return circuit of outdoor unit in heat pump}

도 1은 본 발명에 따른 히트펌프의 실외열교환기 리턴회로를 개략적으로 도시한 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 열교환기 20: 냉매유입관

30: 캐필러리 40; 냉매유출관

101: 냉매저장탱크 102: 바이패스관

103: 체크밸브

본 발명은 히트펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실외열교환기의 열교환 효율을 향상시켜 압축기 흡입측 압력을 안정화시킬 수 있는 히트펌프의 실외열교환기 리턴회로에 관한 것이다.

일반적으로 히트펌프 시스템의 냉매 순환 사이클은, 냉매가스를 고온고압의 상태로 응축 압력까지 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 공랭식 의 경우 공기에 의한 방열에 의하여 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기상냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 그리고 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 송풍기에 의하여 송풍되는 공기를 열교환에 의하여 냉각함과 아울러 상기 압축기로 냉매가스를 복귀시키는 증발기로 이루어진다.

이러한 히트펌프 시스템은, 냉매 순환 사이클 동안 상기 냉매가 기체→액체 및 액체→기체로 연속적으로 상태변화하며, 난방 및 냉방 운전의 전환을 사방변으로 전환하는 시스템으로 히트펌프류는 난방열원으로서 고온의 열원을 만드는 시스템이다.

하지만, 이 경우 난방모드에서 실외온도가 -5℃이하로 내려가게 되면 실외열교환기가 얼어 붙게 되어 실내난방 능력이 현저히 떨어지게 된다. 이에 따라 장시간 운전시 실외열교환기의 열교환 효율이 현저히 떨어지게 되고, 동시에 완전히 열교환되지 못한 냉매의 유입으로 인해 압축기에 걸리는 부하가 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 히트펌프의 실외열교환기의 열교환 효율을 향상시켜 압축기 흡입측 압력을 안정화시킬 수 있는 히트펌프의 실외열교환기 리턴회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부에 냉매가 흐르면서 열 교환되도록 냉매관을 구비한 열교환기, 상기 열교환기의 냉매관의 입구에 연결되어 냉매를 순환시키는 냉매유입관, 상기 열교환기와 상기 냉매유입관 사이에 구비되어 냉매를 팽창시키면서 온도와 압력이 급격히 떨어지도록 하는 캐필러리와, 상기 열교환기의 냉매관의 출구에 연결되어 압축기로 냉매를 순환시키는 냉매유출관을 포함하는 히트펌프의 실외열교환기에 있어서, 상기 캐필러리와 상기 열교환기 사이에 소통가능하게 설계되어 냉매가 임시 저장되는 냉매저장탱크, 상기 냉매저장탱크와 상기 냉매유입관을 연결하는 바이패스관, 및 상기 바이패스관에 설치되어 상기 바이패스관을 개폐하는 체크밸브로 구성되어 상기 캐필러리를 통과하면서 팽창되어 냉각된 냉매의 일부를 상기 바이패스관을 통해 리턴시켜 상기 냉매유입관으로 재유입되도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프의 실외열교환기 리턴회로를 상세하게 설명한다.

도 1는 본 발명에 따른 히트펌프의 실외열교환기의 리턴회로를 개략적으로 도시한 구성도이다. 여기서, 본 실시예는 히트펌프의 난방모드시의 실외열교환기의 냉매순환회로를 예로 설명하였지만, 히트펌프의 실내열교환기의 냉매순환회로도 유사하게 실시할 수 있음은 자명하다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 내부에 냉매가 흐르면서 열교환되도록 냉매관(11)을 구비한 열교환기(10), 상기 열교환기(10)의 냉매관(11)의 입구에 연결되어 냉매를 순환시키는 냉매유입관(20), 상기 열교환기(10)와 상기 냉매유입관(20) 사 이에 구비되어 냉매를 팽창시키면서 온도와 압력이 급격히 떨어지도록 하는 캐필러리(30)와, 상기 열교환기(10)의 냉매관(11)의 출구에 연결되어 압축기로 냉매를 순환시키는 냉매유출관(40)을 포함하는 히트펌프의 실외열교환기로서, 상기 실외열교환기 구성에 별도의 냉매순환회로를 부가하여 상기 실외열교환기의 열교환 효율이 현저히 떨어지는 경우 냉매의 일부를 냉매유입관(20)으로 재유입시켜 캐필러리(30)를 한번 더 통과하도록 함으로써, 실외열교환기의 열교환 효율을 증대시키기 위한 것이다.

한편, 열교환 효율증대를 위한 냉매순환회로의 구성은 냉매저장탱크(101), 바이패스관(102), 및 체크밸브(103)를 포함한다.

냉매저장탱크(101)는 상기 캐필러리(30)와 상기 열교환기(10) 사이에 소통가능하게 설계되어 캐필러리(30)를 통과한 냉매가 열교환기(10)로 유입되기 전에 임시저장되면서 열교환된다.

바이패스관(102)은 상기 냉매저장탱크(101)와 상기 냉매유입관(20)을 연결한다. 즉, 냉매저장태크(101)에 저장된 냉매의 일부를 바이패스시켜 냉매유입관(20)으로 재유입되도록 유도한다.

체크밸브(103)는 상기 바이패스관(102)에 설치되어 상기 바이패스관(102)을 개폐한다. 즉, 열교환기(10)의 효율이 현저히 떨어진 경우 상기 캐필러리(30)를 한번 더 통과하면서 팽창되어 냉각되도록 냉매의 일부를 상기 바이패스관(102)을 통해 리턴시켜 상기 냉매유입관(20)으로 재유입되도록 한다.

이러한 구성의 본 발명에 따른 히트펌프 실외 열교환기의 냉매순환회로의 작 용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

우선, 히트펌프 시스템은 냉매 순환 사이클 동안 상기 냉매가 기체→액체 및 액체→기체로 연속적으로 상태변화하며, 난방 및 냉방 운전의 전환을 사방변에 의해 전환하는 시스템으로, 난방시 실내열교환기를 통과하면서 열교환된 냉매가 냉매유입관(20)으로 유입된다.

이렇게 냉매유입관(20)으로 유입된 냉매는 다수의 캐필러리(30)를 통과하면서 팽창되어 냉각된다. 이후, 캐필러리(30)를 통과한 냉매는 냉매저장탱크(101)에 임시로 저장된 후 실외열교환기의 주름진 냉매관(11)을 통과하면서 주변공기와 열교환된 후 냉매유출관(40)을 통해 다시 순환하게 된다.

이때, 실외열교환기의 효율이 떨어져 열교환이 잘 되지 않는 경우, 바이패스관(102)에 설치된 체크밸브(103)를 개방하여 상기 냉매저장탱크(101)의 냉매 일부가 상기 바이패스관(102)을 따라 상기 냉매유입관(20)으로 재유입된다. 이렇게 유입된 냉매가 냉매유입관(20)을 통해 유입된 냉매와 혼합되면서 1차적으로 온도가 떨어지고, 캐필러리(30)를 한번 더 통과하면서 2차적으로 냉각된다.

따라서, 이러한 과정을 반복하면서 열교환기(10)의 열교환 효율을 크게 증대시키게 된다.

한편, 상기에서는 히트펌프 사이클의 난방시 실외열교환기를 실시예로 들어 설명하였지만, 난방시 실외열교환기와, 냉방시 실외열교환기 및 실내열교환기에도 거의 유사하게 적용됨은 자명하다.

상기된 바와 같은 본 발명은 히트펌프의 실외열교환기의 열교환 효율을 향상시켜 압축기 흡입측 압력을 안정화시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 내부에 냉매가 흐르면서 열교환되도록 냉매관을 구비한 열교환기, 상기 열교환기의 냉매관의 입구에 연결되어 냉매를 순환시키는 냉매유입관, 상기 열교환기와 상기 냉매유입관 사이에 구비되어 냉매를 팽창시키면서 온도와 압력이 급격히 떨어지도록 하는 캐필러리와, 상기 열교환기의 냉매관의 출구에 연결되어 압축기로 냉매를 순환시키는 냉매유출관을 포함하는 히트펌프의 실외열교환기에 있어서,

   상기 캐필러리와 상기 열교환기 사이에 소통가능하게 설계되어 냉매가 임시 저장되는 냉매저장탱크, 상기 냉매저장탱크와 상기 냉매유입관을 연결하는 바이패스관, 및 상기 바이패스관에 설치되어 상기 바이패스관을 개폐하는 체크밸브로 구성되어 상기 캐필러리를 통과하면서 팽창되어 냉각된 냉매의 일부를 상기 바이패스관을 통해 리턴시켜 상기 냉매유입관으로 재유입되도록 한 것을 특징으로 하는 히트펌프의 실외열교환기 리턴회로.

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