KR20070112332A - 공기 조화기의 제상 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세히, 난방 과정에서 공기 조화기의 실외 열교환기 표면이 결빙되는 현상을 방지하여 난방 효율이 증가되도록 하는 공기 조화기의 제상 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기 조화기의 제상 구조는 냉매가 흐르는 튜브와, 상기 튜브가 관통 삽입되는 열교환 핀이 포함되는 열교환기; 상기 튜브로부터 직근 거리에서 상기 튜브와 평행하게 소정 길이로 장착되는 PTC 히터;가 포함된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 난방 운전시 실외 열교환기가 결빙되는 현상을 방지하여, 난방 효율이 증가되고 소비자의 만족도가 높아지는 효과가 있다.

제상, 열교환기, 튜브

Description

공기 조화기의 제상 구조{Defrusting structure for air conditioner}

도 1은 본 발명의 사상에 따른 제상 장치가 구비된 실외 열교환기의 전면도.

도 2는 상기 제상 장치가 구비된 실외 열교환기의 외관 사시도.

도 3은 상기 제상 장치의 구조를 보여주는 확대도.

도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제상 장치가 부착된 실외 열교환기의 외관 사시도.

도 5는 상기 제상 장치의 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 실외 열교환기 11 : 냉매 튜브

12 : 열교환 핀 20, 30 : 제상 부재

21, 31 : 전열판 22, 33 : 발열 소자

본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세히, 난방 과정에서 공기 조화기의 실외 열교환기 표면이 결빙되는 현상을 방지하여 난방 효율이 증가되도록 하는 공기 조화기의 제상 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공기 조화기라 함은 실내 공기가 저온 또는 고온 상태의 냉매와 열교환하여 고온 또는 저온 상태로 변화된 다음 다시 실내로 토출되도록 하여, 실내가 냉방 상태 또는 난방 상태로 유지되도록 하는 가전 기기이다.

상세히, 냉난방을 목적으로 하는 공기 조화기는 실내 공기와 냉매가 열교환하는 실내 열교환기와, 실외 공기와 냉매가 열교환하는 실외 열교환기와, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기 및 냉매를 저온 저압으로 팽창시키는 팽창변으로 구성된다. 부가적으로, 냉방과 난방 겸용 시스템의 경우 사방 밸브를 설치하여 냉매의 순환이 역전되도록 하여, 실내 열교환기 및 실외 열교환기의 기능이 전환되도록 한다. 다시 말하면, 냉방 모드에서는 실외 열교환기가 응축기의 기능을 수행하고, 난방 모드에서는 실외 열교환기가 증발기의 기능을 수행하게 된다.

더욱 상세히, 냉방 모드에서는 고온 고압 상태의 냉매가 실외 열교환기 내부로 유입되고, 난방 모드에서는 저온 저압 상태의 냉매가 실외 열교환기 내부로 유입된다.

한편, 난방 운전은 겨울철에 이루어지는 것으로서, 저온 저압 상태의 냉매가 흐르는 실외 열교환기가 온도가 낮은 실외에 노출된다. 따라서, 난방 운전 중에 실외 열교환기의 표면에 수분이 응집되고, 응집된 수분이 얼어서 성에가 형성된다.

상세히, 실외 열교환기의 표면에 성에가 형성되는 경우, 냉매와 실외 공기의 열교환이 원활히 이루어지지 못하게 된다. 그러면, 압축기 입구로 유입되는 냉매의 온도가 낮아져서 압축 효율이 떨어지게 되고, 그 결과 전체적인 난방 효율이 저하되어, 소비자가 불만을 느끼게 된다.

이러한 문제점으로 인하여, 실외 열교환기의 제상 방법에 대하여 많은 연구와 개발이 이루어져 왔다. 그 중 한 예로서, 실외 열교환기 표면이 결빙되는 경우 난방 운전을 일정 시간 중단하고, 사방변을 이용한 역사이클(냉방 운전)의 수행되도록 하여, 실외 열교환기의 제상 작업이 수행되도록 하였다.

그러나, 상기와 같은 방법들은 모두 제상 과정에서 난방 운전이 수행되지 못하는 공통적인 문제점이 있다. 따라서, 제상 과정이 수행되는 중에는 실내 온도가 감소하여, 소비자가 불만을 느끼는 문제가 여전히 남게 되는 단점이 있다.

또한, 종래의 제상 장치를 적용하는 경우 실외 열교환기의 상측 부분은 제상이 원활하게 이루어지지만, 하측 부분은 그러하지 못한 단점이 있다. 다시 말하면, 실외 열교환기의 상측 부위에서 녹아 내리는 물이 실외 열교환기의 하측 부위에서 다시 얼게 되는 현상이 발생한다. 따라서, 제상 과정이 수행되더라도 실외 열교환기의 하측 부분은 완전하게 제상이 이루어지지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 난방 운전에 의하여 실외 열교환기 표면이 결빙되는 현상을 방지하기 위한 공기 조화기의 제상 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

더욱 상세히, 난방 운전이 수행되고 있는 도중이나 제상 과정이 수행되고 있는 과정에도, 실외 열교환기 표면이 결빙 상태에 이르거나 실외 열교환기 표면이 이미 결빙된 경우에 작동하도록 하는 공기 조화기의 제상 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 실외 열교환기의 온도를 감지하는 온도 센서에 의한 감지값에 따라 작동 시점이 자동으로 결정되도록 하여, 실외 열교환기의 결빙을 미연에 방지할 수 있는 제상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기 조화기의 제상 구조는 냉매가 흐르는 튜브와, 상기 튜브가 관통 삽입되는 열교환 핀이 포함되는 열교환기; 상기 튜브로부터 직근 거리에서 상기 튜브와 평행하게 소정 길이로 장착되는 PTC 히터;가 포함된다.

상기와 같은 구성에 의하여, 난방 운전시 실외 열교환기가 결빙되는 현상을 방지하여, 난방 효율이 증가되고 소비자의 만족도가 높아지는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1은 본 발명의 사상에 따른 제상 장치가 구비된 실외 열교환기의 전면도이고, 도 2는 상기 제상 장치가 구비된 실외 열교환기의 외관 사시도이며, 도 3은 상기 제상 장치의 구조를 보여주는 확대도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공기 조화기의 제상 장치는 실외 열교환기에 설치되며, 난방 운전이 수행되는 경우에 작동하게 된다.

상세히, 본 발명에 따른 공기 조화기의 실외 열교환기(10)는 난방 운전시 저 온 저압 상태의 냉매가 흐르는 냉매 튜브(11)와, 상기 냉매 튜브(11)가 관통 삽입되어, 상기 냉매와 실외 공기가 열교환 가능하게 하는 열교환 핀(12)으로 이루어진다. 그리고, 상기 냉매 튜브(11)로부터 직근 거리에는 열을 발생하는 제상 부재(20)가 길게 설치된다.

상세히, 상기 제상 부재(20)는 상기 냉매 튜브(11)의 길이에 상당하는 길이로 형성되며, 상기 냉매 튜브(11)에 가까운 위치에 설치된다. 그리고, 상기 제상 부재(20)는 전원이 인가되면 열을 발생하는 발열 소자(22)와, 표면에 상기 발열 소자가 부착되어, 상기 발열 소자(22)로부터 발생되는 열이 전달되도록 하는 전열판(21)이 포함된다.

더욱 상세히, 상기 전열판(21)은 소정의 열전달 계수를 가지는 금속 부재로 이루어지며, 상기 열교환 핀(12)과 연결된다. 다시 말하면, 상기 실외 열교환기(10)의 열교환 핀(12)이 상기 전열판(21)을 관통하여 삽입된다. 그리고, 상기 발열 소자(22)는 상기 열교환 핀과 핀 사이에 위치되어, 상기 발열 소자(22)로부터 전달되는 열은 상기 전열판(21)을 통하여 상기 열교환 핀(12)으로 전달된다.

또한, 상기 발열 소자(22)와 냉매 튜브(11)는 아주 가까운 거리를 유지하도록 하여, 상기 발열 소자(22)로부터 발산되는 열이 대류에 의하여 상기 냉매 튜브(11)로 직접 전달되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 발열 소자(22)는 크기가 작고 발열량이 큰 다양한 종류의 소자가 선택될 수 있으며, 바람직하게는 일정 온도까지 상승하면 자동으로 전기 저항이 감소되고, 일정 온도까지 하강하면 자동으로 전기 저항이 증가되어 발열량이 조절되 는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터가 적용 가능하다.

상기와 같은 구성에 의하여, 난방 운전이 수행되고 있는 상태에서는 상기 제상 부재(20)의 전열판(21)은 실외 공기와 냉매가 열교환되도록 하는 열교환 핀의 기능을 수행하게 된다. 그리고, 제상 과정이 수행되는 상태에서는 상기 발열 소자(22)로부터 발생되는 열은 상기 전열판(21)을 통하여 상기 열교환 핀(12)으로 전달되어, 냉매 튜브(11)에 부착된 성에 등이 녹아 내리도록 한다.

상세히, 상기 열교환 핀(12)은 난방 운전시에는 방열핀으로서 기능하고, 제상 과정에서는 제상을 위한 방열핀으로서 기능하게 된다.

한편, 상기 제상 부재(20)는 실외 열교환기(10)의 냉매 튜브(11) 근처에 복수 개가 설치될 수 있으며, 실외 열교환기(10)의 하측에 반드시 장착되도록 하는 것이 바람직하다. 이는, 상기 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 실외 열교환기(10)의 하단에 부착되는 얼음은 제상 운전이 수행되더라도 완전하게 제거되지 못하는 단점이 있기 때문에, 실외 열교환기(10)의 최하측 냉매 튜브(11) 쪽에는 기본적으로 장착되도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 제상 부재(20)는 공기 조화기의 제어부와 전기적으로 연결되도록 하고, 실외 열교환기 온도 센서와 연동하여 작동하도록 할 수 있다.

상세히, 실외 열교환기 온도를 감지하는 온도 센서에서 결빙 온도를 감지하고, 실외 열교환기(10)가 결빙 온도에 도달하였다고 판단되는 경우, 공기 조화기의 제어부에서 자동으로 상기 제상 부재(20)가 작동하도록 할 수 있다. 예를 들어, 실외 열교환기(10)가 결빙 온도에 도달하였다고 판단되면, 상기 제어부에서는 발열 소자(22)로 전원이 인가되도록 하여, 실외 열교환기(10)의 결빙 현상을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 상기 제상 부재(20)는 공기 조화기의 제어부에 의하여 작동이 제어되므로, 난방 운전 과정에서도 언제든지 작동 가능하며, 제상 운전 과정에서는 항상 작동하도록 하여, 실외 열교환기의 결빙 방지 및 제상 효과를 얻을 수 있다.

도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 제상 장치가 부착된 실외 열교환기의 외관 사시도이고, 도 5는 상기 제상 장치의 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 제상 장치는 실외 열교환기(10)로부터 착탈 가능한 것을 특징으로 한다.

상세히, 이전 실시예에서 제시된 제상 부재(20)는 열교환기의 제작 과정에서 열교환기에 장착되는 것을 특징으로 하는 반면, 본 실시예에서는 제상 부재가 실외 열교환기(10)의 표면에 자유로이 설치 및 분리 가능한 것을 특징으로 한다.

더욱 상세히, 본 발명에 따른 제상 부재(30)는 소정 길이의 전열판(31)과, 상기 전열판(31)의 상부면에 소정 길이로 연장 배열되는 복수 개의 전열핀(32) 및 상기 전열판(31)에 제공되고, 상기 전열핀(32) 사이 공간에 설치되는 발열 소자(33)가 포함된다. 그리고, 상기 전열판(31)의 양 단부에는 상기 실외 열교환기(10)에 탈부착 가능하도록 하는 걸림부(311)가 형성된다.

여기서, 상기 전열핀(32)은 상기 실외 열교환기(10)의 핀과 동일한 간격으로 배열되고, 상기 열교환 핀(12)과 핀(12) 사이에 상기 전열핀(32)이 삽입되도록 한다. 그리고, 상기 전열핀(32)은 상기 냉매 튜브(11)의 외주면에 접촉되도록 한다.

또한, 상기 제상 부재(30)의 전열판(31)은 상기 실외 열교환기(10)의 하단면에 결합되도록 하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 상기 전열판(31)이 실외 열교환기(10)의 전면 또는 후면에 장착되는 경우, 실외 공기의 흐름에 방해가 되기 때문이다.

한편, 상기 걸림부(311)는 실외 열교환기(10)의 양 측면에 부착되는 열교환 채널(13)에 결합된다. 상세히, 상기 열교환 채널(13)의 하단부는 수평하게 절곡되는 절곡부(131)를 이루고, 상기 절곡부(131)가 상기 걸림부(311)에 삽입되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 걸림부(311)는 상기 제상 부재(30)가 열교환기에 장착된 후 저절로 빠지거나 분리되지 않도록 하기 위한 구조로서, 제시되는 실시예에 제한되지 아니함을 밝혀 둔다.

상기와 같은 구성을 이루는 탈부착 가능한 제상 부재(30)에 의하여, 냉방 또는 난방 운전 시에는, 상기 전열핀(32)이 실외 열교환기(10)의 열교환 핀(12) 기능을 수행하고, 제상 과정에서는 상기 발열 소자(33)로부터 발생되는 열을 상기 냉매 튜브(11)로 전달하는 전열핀의 기능을 수행하게 된다.

더욱 상세히, 상기 전열판(31) 또는 전열핀(32)은 열전달 계수가 높은 소재로 제작되며, 상기 열교환 핀(12)과 동일한 소재로 제작되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 탈부착 가능한 제상 부재(30)가 실외 열교환기(10)에 장착되는 경우, 냉방 운전시에는 상기 냉매 튜브(11)로부터 실외 공기로 열이 방출되도록 하고, 난방 운전시에는 실외 공기로부터 냉매 튜브(11)로 열이 전달되도록 한다.

또한, 제상 운전 시에는 상기 발열 소자(33)로부터 발생되는 열이 상기 전열 판(310을 따라 상기 전열핀(32)으로 전달된다. 그리고, 상기 전열핀(32)과 냉매 튜브(11)가 접촉되는 지점을 따라 상기 발열 소자(33)로부터 발생하는 열이 냉매 튜브(11)로 전달된다.

상기와 같은 구성을 이루는 제상 부재들에 의하여, 실외 열교환기에 형성된 성에 또는 얼음이 신속히 해빙되는 효과가 있고, 온도 센서와 연동하여 작동 가능하므로, 실외 열교환기의 결빙이 미연에 방지되는 효과가 있다.

상기된 바와 같은 구성을 이루는 본 발명에 따른 공기 조화기의 제상 구조에 의하여, 난방 운전시 실외 열교환기 표면이 결빙되는 현상이 방지되는 효과가 있다.

또한, 난방 운전이 수행되고 있는 도중이나 제상 과정이 수행되고 있는 과정에도 언제든지 작동 가능함으로써, 실외 열교환기 표면이 결빙 시점을 늦춰주거나 결빙 현상이 미연에 제거되는 효과가 있다.

또한, 실외 열교환기의 온도를 감지하는 온도 센서에 의한 감지값에 따라 작동 시점이 자동으로 결정되도록 하여, 사용자가 직접 확인하지 않고도 실외 열교환기의 결빙을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 냉매가 흐르는 튜브와, 상기 튜브가 관통 삽입되는 열교환 핀이 포함되는 열교환기;

   상기 튜브로부터 직근 거리에서 상기 튜브와 평행하게 소정 길이로 장착되는 PTC 히터;가 포함되는 공기 조화기의 제상 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 PTC 히터는 저항열을 발생하는 발열 소자와,

   상기 발열 소자가 일정 간격으로 부착되는 전열판이 포함되고, 상기 열교환핀이 상기 전열판을 관통하여 접촉되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제상 구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 발열 소자에 전원이 인가되어 발생되는 열은 상기 전열판과 열교환핀을 따라 상기 튜브로 전도되고, 상기 발열 소자로부터 발생되는 열이 대류에 의하여 상기 튜브로 전달되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제상 구조.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 PTC 히터는 상기 열교환기로부터 탈부착 가능한 것을 특징으로 하는 공 기 조화기의 제상 구조.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 PTC 히터는 상기 열교환기에 탈부착 가능하게 하는 체결부가 구비되는 전열판과,

   상기 전열판의 표면에 부착되는 발열 소자와,

   상기 전열판의 표면에 연장되는 복수 개의 전열핀이 포함되고,

   상기 전열핀의 단부는 상기 튜브에 접촉되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제상 구조.

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