KR20060100795A

KR20060100795A - 히트펌프식 공기 조화장치의 과냉각 구조

Info

Publication number: KR20060100795A
Application number: KR1020050022609A
Authority: KR
Inventors: 이윤수
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-09-21

Abstract

본 발명은 히트펌프식 공기 조화장치의 과냉각 구조에 관한 것으로, 히트펌프식 공기 조화장치로서, 라인을 통해 순환하는 냉매 가스를 고온ㆍ고압의 상태로 응축 압력까지 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액체 상태로 응축하면서 열교환이 이루어지는 실외기; 상기 실외기에서 응축된 중온ㆍ고압 상태의 액체 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기체 냉매로 팽창시키는 팽창밸브; 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 열교환이 이루어지는 실내기; 상기 냉매의 흐름을 전환시키는 사방밸브; 및 상기 냉매의 흐름 방향을 변환하여 상기 압축기로 유입되는 냉매와 상기 실외기 또는 실내기를 거친 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 과냉각부를 포함해서 이루어진다.

공기 조화장치, 히트펌프, 과냉각, 어큐뮬레이터, 열교환부, 이중관

Description

히트펌프식 공기 조화장치의 과냉각 구조{Over Cooling Structure for Heat Pump Type Air Conditioner}

도 1은 종래기술에 따른 히트펌프식 공기 조화장치의 냉매 순환 구조를 보여주는 회로도,

도 2는 본 발명에 따라 과냉각부이 적용된 히트펌프식 공기 조화장치의 냉매 순환 구조를 보여주는 회로도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

100 : 압축기 110 : 사방밸브

120 : 실내기 130 : 팽창밸브

140 : 냉매흐름 전환부 150 : 실외기

160 : 열교환부

A : 과냉각부 L : 라인

본 발명은 히트펌프식 공기 조화장치에 관한 것으로, 특히 응축되는 냉매의 과냉도를 증가시키는 한편, 압축기로 유입되는 냉매를 가열하여 액압축을 방지하여 어큐뮬레이터의 구성을 삭제할 수 있도록 된 히트펌프식 공기 조화장치의 과냉각 구조에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 히트펌프식 공기조화장치는 사방밸브를 통해 냉매의 순환경로를 역으로 변경시켜 냉방과 난방을 겸할 수 있도록 된 것으로, 이러한 히트펌프식 공기조화장치를 좀 더 자세히 살펴보면, 도 1에서 보는 바와 같이, 냉매 가스를 고온ㆍ고압의 상태로 응축 압력까지 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)에서 압축된 냉매를 액체 상태로 응축하면서 열교환이 이루어지는 실외기(50)와, 상기 실외기(50)에서 응축된 중온ㆍ고압 상태의 액체 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기체 냉매로 팽창시키는 팽창밸브(40)와, 상기 팽창밸브(40)에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 열교환이 이루어지는 실내기(30)와, 냉매의 흐름을 전환시키는 사방밸브(20) 및 이물질 등을 여과하며 액체 냉매가 상기 압축기(10)로 흡입되는 것을 방지하는 어큐뮬레이터(60;Accumulator)로 이루어지며, 상기 냉매는 라인(L)을 통해 순환하게 된다.

이러한 히트펌프식 공기조화장치는 상기 사방밸브(20)를 통해 냉매의 흐름이 변환되면서 상기 냉매가 라인(L)을 순환하는 동안 기체→액체 또는 액체→기체로 연속적으로 상태 변화되면서 상기 실내기(30) 및 실외기(50)의 열교환 내용이 변환되어 난방(실선 화살표 방향) 및 냉방(점선 화살표 방향) 운전으로 전환할 수 있게 된다.

그러나, 종래의 히트펌프식 공기 조화장치에는 시스템의 안정적인 작동을 위해 상기 압축기(10)로 액상의 냉매 및 이물질이 흡입되는 것을 방지하기 위해 어큐 뮬레이터(60)가 필수적으로 구비되어야만 했다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 응축되는 냉매의 과냉도를 증가시켜 시스템의 효율을 향상시키는 한편, 압축기로 유입되는 냉매를 가열하게 되어 액압축을 방지하여 어큐뮬레이터의 구성을 삭제할 수 있도록 된 히트펌프식 공기 조화장치의 과냉각 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 히트펌프식 공기 조화장치로서, 라인을 통해 순환하는 냉매 가스를 고온ㆍ고압의 상태로 응축 압력까지 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액체 상태로 응축하면서 열교환이 이루어지는 실외기; 상기 실외기에서 응축된 중온ㆍ고압 상태의 액체 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기체 냉매로 팽창시키는 팽창밸브; 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 열교환이 이루어지는 실내기; 상기 냉매의 흐름을 전환시키는 사방밸브; 및 상기 냉매의 흐름 방향을 변환하여 상기 압축기로 유입되는 냉매와 상기 실외기 또는 실내기를 거친 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 과냉각부를 포함해서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 과냉각부는 상기 냉매의 흐름을 변환하는 다수의 체크밸브로 이루어지는 냉매흐름 전환부와, 상기 냉매흐름 전환부를 통해 상기 실외기 또는 실내기를 거친 냉매가 흐르는 라인과 상기 압축기로 유입되는 냉매가 흐르는 라인을 근접시켜 상호 열교환이 이루어지는 열교환부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 과냉각부이 적용된 히트펌프식 공기 조화장치의 냉매 순환 구조를 보여주는 회로도로서, 본 발명에 따르면, 라인(L)을 통해 순환하는 냉매 가스를 고온ㆍ고압의 상태로 응축 압력까지 압축하는 압축기(100)가 구비되고, 상기 압축기(100)에서 압축된 냉매를 액체 상태로 응축하면서 열교환이 이루어지는 실외기(150)가 구비되며, 상기 실외기(150)에서 응축된 중온ㆍ고압 상태의 액체 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기체 냉매로 팽창시키는 팽창밸브(130)가 구비되고, 상기 팽창밸브(130)에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 열교환이 이루어지는 실내기(120)가 구비되며, 상기 냉매의 흐름을 전환시키는 사방밸브(110)가 구비되는 한편, 상기 냉매의 흐름 방향을 변환하여 상기 압축기(100)로 유입되는 냉매와 상기 실외기(150) 또는 실내기(120)를 거친 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 과냉각부(A)가 구비되어 이루어진다.

여기서, 상기 과냉각부(A)는 상기 냉매의 흐름을 변환하는 다수의 체크밸브로 이루어지는 냉매흐름 전환부(140)와, 상기 냉매흐름 전환부(140)를 통해 상기 실외기(150) 또는 실내기(120)를 거친 냉매가 흐르는 라인(L)과 상기 압축기(100)로 유입되는 냉매가 흐르는 라인(L)을 근접시켜 상호 열교환이 이루어지는 이중관 형태의 열교환부(160)로 구성되는데, 상기 냉매흐름 전환부(140)에는 냉매흐름을 보다 효율적으로 안내하기 위해 통상의 분배기(미도시)가 추가적으로 구성될 수 있다.

이하 본 발명의 작동을 상세히 설명한다.

본 발명에 따르면, 상기 사방밸브(110)를 통해 냉매의 흐름을 변환하여 냉방(점선 화살표 방향) 및 난방(실선 화살표 방향)을 수행하는 과정은 전술한 종래의 히트펌프식 공기조화 장치와 유사하므로 자세한 설명은 생략하기로 하고, 본 발명의 명료한 이해를 위해 특징적인 사항만을 기술하기로 한다.

먼저, 상기 사방밸브(110)와 상기 압축기(100)의 흡입부분의 라인(L)에 설치된 열교환부(160) 및 4개의 체크밸브로 구성된 냉매흐름 전환부(140)가 도 2에 도시된 것과 같이 배치되어 하나의 냉매 회로를 구성하게 되므로, 냉방 및 난방 운전시 상기 압축기(100)에서 토출된 고온ㆍ고압의 냉매는 상기 실외기(150)를 거친 다음, 4개의 체크밸브로 구성된 냉매흐름 전환부(140)에 의해 응축된 냉매는 항상 상기 압축기(100)로 유입되는 저온ㆍ저압 상태의 냉매와 상기 열교환부(160)에서 열교환이 이루어지게 된다.

따라서, 응축된 냉매는 항상 과냉도가 증가하게 되어 시스템의 효율이 향상되며, 상기 압축기(100)로 유입되는 냉매를 가열하게 되므로 액압축이 방지되기 별도의 어큐뮬레이터의 구성을 삭제할 수 있게 된다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 응축되는 냉매는 항상 과냉도가 증가하게 되어 시스템의 효율이 향상되며, 압축기로 유입되는 냉매를 가열하게 되어 액압축을 방지하기 때문에 어큐뮬레이터의 구성을 삭제할 수 있게 되어 전체적인 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였 지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않고 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims

히트펌프식 공기 조화장치로서,

라인을 통해 순환하는 냉매 가스를 고온ㆍ고압의 상태로 응축 압력까지 압축하는 압축기;

상기 압축기에서 압축된 냉매를 액체 상태로 응축하면서 열교환이 이루어지는 실외기;

상기 실외기에서 응축된 중온ㆍ고압 상태의 액체 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기체 냉매로 팽창시키는 팽창밸브;

상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 열교환이 이루어지는 실내기;

상기 냉매의 흐름을 전환시키는 사방밸브; 및

상기 냉매의 흐름 방향을 변환하여 상기 압축기로 유입되는 냉매와 상기 실외기 또는 실내기를 거친 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 과냉각부를 포함해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트펌프식 공기 조화장치의 과냉각 구조.
제1항에 있어서,

상기 과냉각부는 상기 냉매의 흐름을 변환하는 다수의 체크밸브로 이루어지는 냉매흐름 전환부와, 상기 냉매흐름 전환부를 통해 상기 실외기 또는 실내기를 거친 냉매가 흐르는 라인과 상기 압축기로 유입되는 냉매가 흐르는 라인을 근접시 켜 상호 열교환이 이루어지는 열교환부로 구성되는 것을 특징으로 하는 히트펌프식 공기 조화장치의 과냉각 구조.