KR20080003246U - 실외기 일체형 에어컨 - Google Patents

Abstract

본 고안은 실내기와 실외기가 함께 장착되는 일체형 에어컨에 관한 것으로, 특히 기존 일체형 에어컨의 문제점인 냉방성능의 미달과 압축기의 과열현상을 개선시킨 실외기 일체형 에어컨에 관한 것이다.

본 고안에 의하면, 증발기를 중심으로 실내공기의 냉방이 이루어지는 냉방순환공간과 압축기와 응축기를 갖추어 실외공기에 의한 냉각이 이루어지는 냉각순환공간을 구분하여 이루어지고, 압축기, 본응축기, 팽창변 및 증발기를 경유하여 순환하는 냉매라인 중 상기 압축기와 상기 본응축기 사이 냉매라인에 상기 증발기에서 얻어지는 응축수에 의한 1차응축기와 공냉식에 의한 2차응축기를 각각 설치하고, 상기 본응축기와 상기 증발기 사이 냉매라인엔 다수의 모세관으로 분지된 팽창변을 구성하며, 상기 팽창변을 이루는 다수의 모세관 중 일부 모세관을 상기 증발기와 상기 압축기 사이 냉매라인에 별도로 설치되는 냉매회수라인 냉각기와 연결 설치하여 이루어진다.

에어컨, 증발기, 압축기, 응축기, 냉각기, 과열

Description

실외기 일체형 에어컨{Air conditioner incorporated evaporator and condenser in one body}

도 1은 종래의 일체형 에어컨 중 일례인 창문형 에어컨을 보여주는 개략도,

도 2는 종래의 일체형 에어컨 중 일례인 실내공기에 의한 공냉식 에어컨을 보여주는 개략도,

도 3은 종래의 일체형 에어컨 중 일례인 실외공기에 의한 공냉식 에어컨을 보여주는 개략도,

도 4는 종래의 일체형 에어컨 중 일례인 수냉식 에어컨을 보여주는 개략도,

도 5는 본 고안에 의한 에어컨의 바람직한 일례를 보여주는 전체개략도,

도 6은 본 고안에 채택되는 1차응축기를 중심으로 나타낸 일부 절결 확대도,

도 7은 본 고안에 채택되는 2차응축기를 중심으로 나타낸 일부 절결 확대도,

도 8은 본 고안에 채택되는 냉각기를 중심으로 나타낸 일부 절결 확대도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 증발기, 2: 송풍팬,

3: 팬, 4: 응축기,

5: 압축기, 6: 팽창변,

7: 1차응축기, 8: 2차응축기,

9: 냉각기, 10: 냉방순환공간,

12: 냉각순환공간, 20,30,40: 냉매라인,

42: 연장관, 60,62: 모세관

64: 모세관분리기, 70: 본체,

72: 응축수유입부, 74: 응축수배출부,

76: 응축수유입호스, 80: 하우징,

84: 유입부, 86: 배출부,

88: 모터, 90: 본체용기,

92: 기화관

본 고안은 실내기와 실외기가 함께 장착되는 일체형 에어컨에 관한 것으로, 특히 기존 일체형 에어컨의 문제점인 냉방성능의 미달과 압축기의 과열현상을 개선시킨 실외기 일체형 에어컨에 관한 것이다.

일반적으로 실내기와 실외기를 일체로 형성하는 일체형 에어컨의 경우 다양하게 개발되어 그 기술이 알려져 있는데, 예를 들면 도 1에 예시한 바와 같이 창문형인 일체형 에어컨의 경우 실내측엔 증발기(1)와 송풍팬(2)을 각각 설치하여 실내공기를 유입하여 증발기(1)를 경유하면서 냉각시킨 후에 실내로 다시 유입하는 순환작동이 이루어지고, 실외측에서는 실외공기를 이용하여 순환팬(3)에 의하여 응축 기(4) 및 압축기(5)에서 발생하는 열을 강제로 냉각시키는 작동을 수행하고 있는 형태인데, 이는 성능이 우수한 반면에 설치한 건물의 외관이 바람직하지 아니하고 작동시에 발생되는 소음으로 인하여 소비자로 하여금 환영을 받고 있지 못하고 응축기에서 발생되는 응축수가 그대로 실외로 낙하하기도 하여 바람직하지 아니한 단점이 있다.

또한, 도 2에 예시한 바와 같은 실내공기에 의한 공냉방식의 경우엔 증발기(1)와 송풍팬(2)에 의하여 실내를 냉방시킬 수 있도록 하는 반면에, 실내공기의 일부를 유입시켜 응축기(4) 및 압축기(5)에서 발생되는 열을 냉각시켜 외부로 배출시켜 주는 공냉방식을 채택하게 되므로 실내냉방에 직접 악영향을 끼치게 되어 상대적으로 냉방효율이 크게 낮아지는 단점이 있다.

또한, 도 3에 예시한 바와 같은 실외공기에 의한 공냉방식의 경우에는 증발기(1)와 송풍팬(2)에 의하여 실내를 냉방시킬 수 있도록 하고, 실외공기를 유입시켜 작동시에 응축기(4) 및 압축기(5)에서 발생되는 열을 냉각시켜 다시 외부로 배출시키는 공냉방식을 채택하게 되나, 이 경우에는 도 2에 예시한 실내공기 공냉식보다는 그 냉방효율이 상대적으로 높지만 실외공기의 유입량이 충분하지 않아 응축기(4) 및 압축기(5)의 온도를 낮추는데 한계가 있고 압축기 자체온도가 과도하게 상승하는 경우에는 냉매온도도 허용치 이상으로 상승하여 냉방성능을 크게 떨어뜨리고 정도가 심한 경우에는 가동이 정지하거나 압축기가 파손되는 경우와 같은 심대한 문제를 발생시킬 수 있는 취약점이 있으며, 실외공기에 의한 냉각설비를 갖추는 데에 있어서 설치 외관에도 제한을 받게 되는 단점이 있다.

그 이외에도 도 4에 예시한 바와 같은 수냉식의 경우에는 응축기(4) 및 압축기(5)에서 발생되는 열기를 냉각시키기 위하여 사용되는 냉각수를 별도로 외부에서 공급하고 수냉에 의한 냉각작동이 이루어진 후에는 냉각수를 외부로 배출시키는 배관이 필수적으로 요하게 되므로 이들 배관과 관련 부대시설의 설치 및 작동상 부수적인 제약이 뒤따르게 되어 실제 적용함에 있어서는 어려움이 뒤따르고 있다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 다음과 같은 목적을 가지고 연구 개발이 이루어졌다.

본 고안의 주목적은 에어컨을 이루게 되는 내부 구성부품이 차지하는 설치공간을 충분하게 갖추지 아니하더라도 응축기에서 발생되는 열을 외부로 배출시키는데 제한을 받지 않도록 하고, 이에 따라 압축기 자체의 온도도 허용기준치보다 높게 올라가지 않도록 과열방지하면서 에어컨의 작동 중에 압축기의 작동을 중단시키지 않고 사용수명에 지장을 초래하지 않아 냉방성능을 보다 개선시킬 수 있는 일체형 에어컨을 제공하고자 함에 있다.

본 고안은 이와 같은 목적을 달성하기 위하여 증발기를 중심으로 송풍팬에 의하여 실내공기의 냉방이 이루어지는 냉방순환공간과 압축기와 응축기를 갖추어 실외공기에 의한 냉각이 이루어지는 냉각순환공간을 구분하여 이루어지고, 압축기, 본응축기, 팽창변 및 증발기를 경유하여 순환하는 냉매라인 중 상기 압축기와 상기 본응축기 사이 냉매라인에 상기 증발기에서 얻어지는 응축수의 냉열을 이용한 1차 응축기와 공냉식에 의한 2차응축기를 각각 설치하고, 상기 본응축기와 상기 증발기 사이 냉매라인엔 다수의 모세관으로 분지된 팽창변을 구성하며, 상기 팽창변을 이루는 다수의 모세관 중 일부 모세관을 상기 증발기와 상기 압축기 사이 냉매라인에 별도로 설치되는 냉매회수라인 냉각기와 연결 설치하여 이루어짐을 그 특징으로 한다.

또한, 상기 1차응축기는 내부가 비어 있는 본체를 세워 설치하고 상기 본체의 내부엔 냉매라인이 연장되어 통과하고 상기 본체의 하부 일측엔 응축수 유입부가 마련되고 상기 본체의 상부 일측엔 응축수 배출부가 각각 마련되어 그 구성이 이루어지고, 상기 2차응축기는 냉매라인과 팬을 수용하는 하우징을 마련하고 상기 하우징의 유입부엔 냉매라인을 코일형으로 굽혀 내장되게 설치하고 상기 하우징의 배출부엔 모터에 의하여 구동되는 팬을 설치하여 그 구성이 이루어지며, 상기 팽창변은 냉매라인의 끝에 모세관분리기를 설치하고 상기 모세관분리기로부터 다수의 모세관으로 분지하여 그 중 대부분의 모세관은 증발기와 연결 설치되고 나머지 모세관은 냉각기와 연결 설치하여 구성하며, 상기 냉각기는 내부가 비어 있는 본체용기를 세워 설치하고 상기 증발기 측의 냉매라인은 상기 본체용기의 내측으로 바닥까지 길게 연장되게 끼워 결합한 연장관을 내장 설치하되 상기 연장관의 내측 끝부분은 개방시키고, 상기 본체용기의 내측으로 별도의 코일형 기화관을 그 끝부분이 바닥에 이르도록 설치하되 상기 기화관의 내측 끝은 개방시키고 외측 끝엔 상기 팽창변의 나머지 모세관과 연결 설치하며, 상기 본체용기의 상부로서 다른 일측에는 상기 압축기의 회수부와 연결되는 냉매라인과 연결 설치하여 이루어짐을 그 특징으 로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여보다 상세하게 살펴보기로 한다.

도 5 내지 도 8에 예시한 바와 같이 본 고안의 바람직한 예에 의하면, 증발기(1)를 중심으로 송풍팬(2)에 의하여 실내공기의 냉방이 이루어지는 냉방순환공간(10)과 압축기(5)와 본응축기(4)를 갖추어 실외공기에 의한 냉각이 이루어지는 냉각순환공간(12)을 구분하여 이루어지고, 압축기(5), 본응축기(4), 팽창변(6) 및 증발기(1)를 경유하여 순환하는 냉매라인 중 상기 압축기(5)와 상기 본응축기(4) 사이 냉매라인(20)에 상기 증발기(1)에서 얻어지는 응축수에 의한 1차응축기(7)와 공냉식에 의한 2차응축기(8)를 각각 설치하고, 상기 본응축기(4)와 상기 증발기(1) 사이 냉매라인(30)엔 다수의 모세관(60,62)으로 분지된 팽창변(6)을 구성하며, 상기 팽창변(6)을 이루는 다수의 모세관(60,62) 중 일부 모세관(62)을 상기 증발기(1)와 상기 압축기(5) 사이 냉매라인(40)에 별도로 설치되는 냉각기(9)와 연결 설치하여 이루어지게 된다.

이때, 상기 1차응축기(7)는 내부가 비어 있는 본체(70)를 세워 설치하고 상기 본체(70)의 내부엔 냉매라인(20)이 연장되어 통과하고 상기 본체(70)의 하부 일측엔 응축수 유입부(72)가 마련되고 상기 본체(70)의 상부 일측엔 응축수 배출부(74)가 각각 마련되어 상기 응축수유입부(72)엔 증발기(1)에서 생성되는 응축수를 포집하여 응축수유입호스(76)를 경유하여 상기 응축수 유입부(72)로 유입시키고 이 응축수는 본체(70)의 내부에서 냉매라인(20)의 냉매를 냉각시키는 기능을 수행 하고 나서 남게 되는 응축수는 상기 응축수 배출부(74)를 거쳐 배출될 수 있게 그 구성이 이루어진다.

또한, 상기 2차응축기(8)는 냉매라인(20)과 팬(82)을 수용하는 하우징(80)을 마련하고 상기 하우징(80)의 유입부(84)엔 냉매라인(20)의 일부를 코일형으로 굽혀 내장되게 설치하고 상기 하우징(80)의 배출부(86)엔 모터(88)에 의하여 구동되는 팬(82)을 설치하여 실외로부터 유입된 공기가 냉각순환공간(12)의 내부로 유입되어 본응축기(4)를 강제로 냉각시킨 후에 상기 하우징(80)의 유입부(84)에서 냉매라인(20)을 추가 냉각시킨 후에 팬(82) 및 배출부(86)를 경유 실외로 배기될 수 있게 그 구성이 이루어진다.

또한, 상기 팽창변(6)은 냉매라인(30)의 끝에 모세관분리기(64)를 설치하고 상기 모세관분리기(64)로부터 다수의 모세관(60,62)으로 분지하여 그 중 대부분의 모세관(60)은 증발기(1)와 연결 설치되고 나머지 모세관(62)은 냉각기(9)와 직접 연결 설치하여 구성한다.

또한, 상기 냉각기(9)는 내부가 비어 있는 본체용기(90)를 세워 설치하고 상기 증발기(1) 측의 냉매라인(40)은 상기 본체용기(90)의 내측으로 바닥까지 길게 연장되게 끼워 결합한 연장관(42)을 내장 설치하되 상기 연장관(42)의 내측 끝부분은 개방시키고, 상기 본체용기(90)의 내측으로 별도의 코일형 기화관(92)을 그 끝부분이 바닥에 이르도록 설치하되 상기 기화관(92)의 내측 끝은 개방시키고 상기 연장관(42)과 같이 그 끝이 바닥에 이르게 하고 외측 끝엔 상기 팽창변(6)의 나머지 모세관(62)과 연결 설치하며, 상기 본체용기(90)의 상부로서 다른 일측에는 상 기 압축기(5)와 연결되는 냉매라인(40)과 연결 설치하여 이루어지게 된다.

다음은 이와 같이 이루어지는 본 고안의 작동관계를 살펴보기로 한다.

우선 냉각순환공간(12)부터 살펴보면 압축기(5)에서 압축과정을 거치면서 고온 고압상태로 변화된 냉매는 냉매라인(20)을 경유하는 동안 1차응축기(7), 2차응축기(8) 및 본응축기(4)를 순차적으로 경유하면서 냉각이 이루어진 후에 팽창변(6)으로 이동하게 된다.

이때, 1차응축기(7)에서는 저온의 증발기(1)에서 액상상태로 생성되는 응축수를 포집하여 응축수유입호스(76)를 경유하여 본체(70)의 하부에 위치하는 상기 응축수 유입부(72)로 유입시키고 본체(70)의 내부를 채워지는 응축수는 본체(70)의 내부에서 응축수와 냉매의 온도차에 의하여 냉매라인(20)의 냉매를 수냉식으로 냉각시키는 기능을 수행하게 되며 이와 같은 냉각작동을 수행하고 나서 상기 응축수 배출부(74)를 거쳐 후술되는 2차응축기(8)의 팬(82)에 의하여 배출공기와 함께 외부로 분산 배출된다. 이때, 응축수유입부(72)를 하부에 위치시키고 응축수배출부(74)를 상부에 위치시키는 것은 본체(70)의 내부에서 응축수에 의한 열교환효과를 보다 높여주기 위한 것이다.

다음, 2차응축기(8)에서는 위와 같은 본응축기(4)의 냉각작동이 이루어지고 나서 냉각순환공간(12)에서 이동하는 기류에 의하여 팬(82)의 구동에 따라 하우징(80)의 유입부(84)로부터 배출부(86)를 경유하여 외부로 배출되게 되는데 이때 유입부(84)에 위치하게 되는 냉매라인(20)의 일부를 냉각순환공간(12)의 내부에서 외부로 배출되는 공기가 최대한 냉각시키도록 활용하고 본응축기(4)에서 최대의 효 율을 발휘할 수 있도록 하면서 냉각순환공간(12)의 내부에는 고온의 배기공기가 남아 있지 않도록 하여 내부온도의 상승을 억제하기 위한 것이다.

결국 냉매라인(20)의 냉각작동은 1차응축기(7), 2차응축기98) 및 본응축기(4)에 의한 순차적인 냉각작동이 이루어진 후에 냉매라인(30)을 경유 모세관분리기(64)를 거쳐 팽창변(6)으로 이동하게 된다.

이때, 팽창변(6)을 이루는 여러 모세관(60,62) 중 대부분을 차지하는 모세관(60)은 증발기(1)로 이동하여 냉매의 순간적인 팽창으로 증발기(1)의 냉방작동이 이루어지게 되고, 냉매라인(40)을 경유하여 압축기(5)로 회수되기 전에 미리 냉각기(9)를 경유하도록 하는데, 이 냉각기(9)에서는 모세관(62)을 통하여 기화관(92)으로 급송되는 냉매가 팽창 기화된 상태로 본체용기(90)의 저부에 확산되고 증발기(1)를 경유하여 급송되는 냉매가 연장관(42)을 통하여 급송되어 서로 냉매가스가 혼합 및 증발되면서 압축기(5)로 이동하게 되어 압축기(5)의 작동 중에 온도의 과잉 상승을 억제하는 효과를 가져와 작동의 원활성을 확보하게 된다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 고안에 의하면 에어컨을 이루게 되는 내부 구성부품이 차지하는 설치공간을 충분하게 갖추지 아니하더라도 본응축기(4)에서 발생되는 열을 외부로 배출시키는데 제한을 받지 않게 되고, 이에 따라 냉각기(9)에 의하여 압축기(5) 자체의 온도도 허용기준치보다 높게 올라가지 않도록 과열을 방지하면서 에어컨의 작동 중에 압축기(5)의 작동을 중단시키지 않고 사용수명에 지장을 초래하지 않아 냉방성능을 보다 개선시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 증발기(1)를 중심으로 송풍팬(2)에 의하여 실내공기의 냉방이 이루어지는 냉방순환공간(10)과 압축기(5)와 본응축기(4)를 갖추어 실외공기에 의한 냉각이 이루어지는 냉각순환공간(12)을 구분하여 이루어지고,

   압축기(5), 본응축기(4), 팽창변(6) 및 증발기(1)를 경유하여 순환하는 냉매라인 중 상기 압축기(5)와 상기 본응축기(4) 사이 냉매라인(20)에 상기 증발기(1)에서 얻어지는 응축수에 의한 1차응축기(7)와 공냉식에 의한 2차응축기(8)를 각각 설치하고,

   상기 본응축기(4)와 상기 증발기(1) 사이 냉매라인(30)엔 다수의 모세관(60,62)으로 분지된 팽창변(6)을 구성하며,

   상기 팽창변(6)을 이루는 다수의 모세관(60,62) 중 일부 모세관(62)을 상기 증발기(1)와 상기 압축기(5) 사이 냉매라인(40)에 별도로 설치되는 냉매회수라인 냉각기(9)와 연결 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실외기 일체형 에어컨.
2. 제1항에 있어서,

   상기 1차응축기(7)는 내부가 비어 있는 본체(70)를 세워 설치하고 상기 본체(70)의 내부엔 냉매라인(20)이 연장되어 통과하고 상기 본체(70)의 하부 일측엔 응축수 유입부(72)가 마련되고 상기 본체(70)의 상부 일측엔 응축수 배출부(74)가 각각 마련되어 상기 응축수유입부(72)엔 증발기(1)에서 생성되는 응축수를 포집하 여 응축수유입호스(76)를 경유하여 상기 응축수 유입부(72)로 유입시키고 이 응축수는 본체(70)의 내부에서 냉매라인(20)의 냉매를 냉각시키는 기능을 수행하고 나서 남게 되는 응축수는 상기 응축수 배출부(74)를 거쳐 배출될 수 있게 그 구성이 이루어지고,

   상기 2차응축기(8)는 냉매라인(20)과 팬(82)을 수용하는 하우징(80)을 마련하고 상기 하우징(80)의 유입부(84)엔 냉매라인(20)의 일부를 코일형으로 굽혀 내장되게 설치하고 상기 하우징(80)의 배출부(86)엔 모터(88)에 의하여 구동되는 팬(82)을 설치하여 실외로부터 유입된 공기가 냉각순환공간(12)의 내부로 유입되어 본응축기(4)를 강제로 냉각시킨 후에 상기 하우징(80)의 유입부(84)에서 냉매라인(20)을 추가 냉각시킨 후에 팬(82) 및 배출부(86)를 경유 실외로 배기될 수 있게 그 구성이 이루어지며,

   상기 팽창변(6)은 냉매라인(30)의 끝에서 다수의 모세관(60,62)으로 분지하여 그 중 대부분의 모세관(60)은 증발기(1)와 연결 설치되고 나머지 모세관(62)은 냉각기(9)와 직접 연결 설치하여 구성하며,

   상기 냉각기(9)는 내부가 비어 있는 본체용기(90)를 세워 설치하고 상기 증발기(1) 측의 냉매라인(40)은 상기 본체용기(90)의 내측으로 바닥까지 길게 연장되게 끼워 결합한 연장관(42)을 내장 설치하되 상기 연장관(42)의 내측 끝부분은 개방시키고, 상기 본체용기(90)의 내측으로 별도의 코일형 기화관(92)을 그 끝부분이 바닥에 이르도록 설치하되 상기 기화관(92)의 내측 끝은 개방시키고 외측 끝엔 상기 팽창변(6)의 나머지 모세관(62)과 연결 설치하며, 상기 본체용기(90)의 상부로 서 다른 일측에는 상기 압축기(5)와 연결되는 냉매라인(40)과 연결 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실외기 일체형 에어컨.

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